🖥️ 计算机基础知识
计算机的软硬件组成、常见操作、发展历程。下面这些小挑战,点一点就能玩,玩对就过关!
考纲知识点:计算机的软硬件组成、常见操作、发展历程。
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考纲 · 知识点详述
摘自《CCF编程能力等级认证 C++&Python 认证标准》C++ 一级
- (1)了解计算机的基本构成(CPU,内存,I/O 设备等),了解Windows、Linux等操作系统基本概念和常见操作,了解计算机的历史及在现代社会中的常见应用。
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先学一学
花 3 分钟读完下面 3 课,再去闯关就不慌啦
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🧠 硬件:计算机看得见的身体
计算机有四大本领:算得飞快(一秒能算几十亿次)、算得准(不马虎、不喊累)、记得牢(存进仓库就不忘)、会自动干(按程序一步步执行,不用人盯着)。它为什么这么厉害?先来看看它的身体。
计算机像一个小人:有大脑、有骨架、有记事本、有仓库,还有眼睛和嘴巴。这些看得见、摸得着的部件,叫硬件。
- 🧠CPU(中央处理器):大脑,负责思考和计算,指挥所有部件干活。电脑、手机、平板里都有 CPU。
- 🎨GPU(显卡):画画小能手,专门负责显示画面,玩游戏、看视频全靠它。
- 🧩主板:身体骨架,一块大电路板,把 CPU、内存、硬盘等全部连接起来。
- 📝内存(RAM):临时记事本,记正在做的事情,速度飞快,但一断电就全忘。
- 📦外存(长期仓库):关机也不丢。包括硬盘(机械硬盘 HDD 便宜量大、固态硬盘 SSD 更快更抗震)、U 盘、光盘、存储卡。
- 🔌电源和小帮手:电源给部件供电;网卡负责上网、声卡负责发声。
👀 I/O 设备:信息进出的门
输入设备(把信息送进电脑):键盘、鼠标、麦克风、摄像头、扫描仪、手写板,还有智能温室里的湿度传感器、机器人身上的重力传感器。
输出设备(把结果拿给你看):显示器、音箱、打印机、投影仪。
✋ 特别角色:触摸屏——手指点它,它在「输入」;它显示画面,又在「输出」,一块屏身兼两职!
💡 口诀:信息进电脑是「输入」,信息出电脑是「输出」。传感器、遥控器都是往里送信息的,属于输入设备!
🧩 冯·诺依曼爷爷的图纸(五部件)
科学家冯·诺依曼画出了现代计算机的「设计图纸」:运算器(算数)+ 控制器(指挥)+ 存储器(记数据)+ 输入设备 + 输出设备。其中运算器和控制器合在一起,就是我们熟悉的 CPU!今天的电脑、手机,全都按这张图纸造。
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👾 软件:看不见的指挥官
硬件是身体,软件就是指挥身体干活的指令。软件分成两种:系统软件(操作系统是老大,还有驱动程序等小帮手)和应用软件。
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操作系统:开机后最先运行的「大管家」,管文件、管窗口、管硬件。世界上的操作系统主要有两大家族:
💻 电脑上的:Windows(微软,最多人用)、macOS(苹果电脑)、Linux(开源免费,程序员最爱,国产的统信 UOS、麒麟也基于它)。
📱 手机平板上的:Android(安卓)(谷歌出品,小米、OPPO、vivo 等大部分国产手机都用它)、iOS(苹果 iPhone/iPad 专用)、鸿蒙 HarmonyOS(华为自研)。
🎨应用软件:在大管家手下帮我们做事的程序,比如画图、浏览器、游戏。高德地图、腾讯会议都是应用软件,不是操作系统哦。
📜 操作系统的「优胜劣汰」
有的老系统已经退场:黑莓手机的 BlackBerry OS(曾是商务人士最爱)、微软的 Windows Phone(还有更早的 Windows Mobile)。如今手机系统是 Android 和 iOS 两分天下,鸿蒙正在快速成长——操作系统世界也在不断变化!
🖥️ 小知识:最早的操作系统只能「打字下命令」(叫命令行),后来才变成「鼠标点图标」(叫图形界面);程序员用 Linux 时,还是常常敲命令行哦。
🖱️ 常见操作,天天用到
开机 → 双击打开软件 → 打字 → 保存(让文件进硬盘「仓库」)→ 重命名(选中文件后右键 → 重命名,双击可不是改名,是打开!)→ 关机。
⌨️ 快捷键小能手:Ctrl+C 复制、Ctrl+V 粘贴、Ctrl+X 剪切(搬走)、Ctrl+Z 撤销(反悔一步,可以连按好几次,撤销前面好几步!)、Ctrl+S 保存。
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🕰️ 计算机长大史
帮人算数的工具一代比一代厉害,记住这条时间线:
- 🧮算盘:最古老的计算工具。
- ⚙️机械计算机:用齿轮算数。
- 🔦1946 年 · ENIAC:世界第一台电子计算机,肚子里全是电子管(第一代)。同年科学家冯·诺依曼提出「存储程序」思想,今天的电脑都按他的结构造。
- 📻1958 年 · 晶体管(第二代):同一年,中国第一台通用数字电子计算机「103 机」诞生,比 ENIAC 晚了 1958 − 1946 = 12 年。
- 🔌集成电路(第三代)→ 超大规模集成电路(第四代,就是今天电脑和手机里的小芯片)。
🌏 现代社会中,计算机无处不在
人脸识别(人工智能)、自动驾驶汽车、天气预报、网上购物、工厂机器人……只要能「按程序自动处理信息」,它们都是计算机!这些计算机大的像一栋楼(超级计算机),小的藏在家电里(嵌入式小电脑),还有我们手边的手机和平板。
🚀 中国的超算力量
从 1958 年的 103 机起步,今天中国的「天河」系列和「神威·太湖之光」超级计算机曾多次排名世界第一,帮科学家预报天气、研究新药、探索宇宙!
🆚 别认错人:图灵 vs 冯·诺依曼
图灵:提出了「图灵机」理论模型,被称为计算机科学之父;计算机界的最高奖项「图灵奖」就是以他的名字命名。
冯·诺依曼:提出「存储程序」思想、画出五部件图纸,被称为现代计算机之父。
一句话记住:图灵「想清楚」,冯·诺依曼「造出来」。
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闯关小锦囊 · 考点提醒
- 判断输入 / 输出设备:看信息往哪走。麦克风、传感器、摄像头、遥控器都是输入;音箱、打印机、显示器、投影仪是输出;触摸屏既输入又输出。
- 冯·诺依曼五部件:运算器 + 控制器(合起来就是 CPU)+ 存储器 + 输入 + 输出,现代计算机都基于这个体系结构。
- 别认错人:图灵提「图灵机」模型、「图灵奖」以他命名;冯·诺依曼提「存储程序 + 五部件」。
- 记两个年份:1946 ENIAC(电子管)、1958 晶体管 + 中国 103 机,相差 12 年。
- 计算机四代口诀:电子管 → 晶体管 → 集成电路 → 超大规模集成电路。
- 操作系统两大家族——电脑:Windows、macOS、Linux;手机:Android、iOS、鸿蒙(退场的还有黑莓 BlackBerry OS、Windows Phone)。地图、会议、游戏是应用软件。
- 改文件名:右键 → 重命名;双击是「打开」,不是改名。Ctrl+Z 能连续撤销好几次。
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学完了?来闯关!
下面 20 个小挑战,点一点就能玩
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