JAVA复习——第一章

1.1 计算机、程序和Java概述

计算机概述
  • 计算机是存储 和 处理数据的电子设备
  • 计算机包括硬件(Hardware) 和 软件(Software) 两部分
  • 一般来说，硬件指计算机中可见的物理部分，即对于人类来说可以在现实世界中看到、触摸到的实体。通常来讲，计算机的硬件主要有如下几种：
    • 中央处理器(CPU)
    • 内存
    • 存储设备(用来存储计算机中的数据)
    • 输入设备(用来让人类想计算机中输入数据)
    • 输出设备(用来展示计算机中的数据)
    • 通信设备(用来与互联网、其他计算机连接)
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    • 上述计算机中的硬件借助总线(bus)实现互联
    • 在一般计算机中，总线搭建在主板上，而主板是一块连接计算机各个部分的电路板
  • 软件则是一些指令，用来操控计算机
硬件概述

  • 中央处理器(Central Processing Unit, CPU)，是计算机的核心和大脑，负责从计算机内存获取并执行指令

    • 关于时钟
      • CPU内部的时钟以固定的速度发射电子脉冲
      • 电子脉冲用于控制和同步计算机各种操作的步调
      • 时钟速度越快，表示在单位时间内执行的指令越多
      • 时钟速度的计量单位是赫兹(hertz, Hz), 一赫兹相当于每秒钟发射一个电子脉冲，目前的CPU运行速度都是GHz级别
    • 关于核
      • 核(core) 是CPU内部实现指令读取以及执行的部分，目前的CPU中包含多个核，每个核之间相互独立

  • 比特与字节

    • 比特(bit), 在计算机中又称为位，表示二进制数
    • 字节(byte)，是计算机中最小的存储单元，每个字节由8个比特构成
    • 在计算机存储系统中，小写b表示比特(bit)，大写B表示字节(byte)

  • 内存

    • 计算机的内存是一个有序的字节序列，用来存储计算机程序以及程序运行时需要的数据
    • 这意味着，计算机大部分数据平时存储于计算机的存储设备中，每当程序需要运行时，才会将所需要的顺序读取进入到内存中
    • 在内存中，每一个字节都有一个唯一的地址，使用这个地址就可以确定该字节在内存中的具体位置，方便存储和获取数据
    • 由于内存可以按照任意顺序读取字节，因此内存也被称为随机访问存储器(Random-Access Memory, RAM)
    • 在内存中的字节其内容永远非空，但是其内容有可能是没有任何意义的
    • 内存(RAM) 是一种非常容易丢失的数据保存形式，每当断电时，储存在内存中的信息就将会永久丢失
    • 计算机程序和数据平时放在存储设备中，每当需要使用时才会从计算机存储设备中加载进入内存中
    • CPU从内存中读取数据比从存储设备中读取数据快很多

  • 编程语言

    • 关于机器语言
      • 机器语言 是指计算机能够理解的语言，即计算机内嵌的基本指令集，机器语言因计算机的类型的不同而有所差异
      • 机器语言都是以二进制的形式来存储的，并且必须以二进制代码输入指令
    • 关于汇编语言
      • 汇编语言是早期的变成语言，非常接近机器语言，并且使用汇编语言需要了解CPU如何工作
      • 汇编语言使用助记符表示每一条机器语言指令
      • 由于计算机不理解汇编语言，需要借助汇编器将汇编语言程序转换为机器代码
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  • 高级语言

    • 高级语言更加接近于人类可理解的语言
    • 使用高级语言编写的程序称为源代码(Source code)或源程序(Source program)
    • 高级语言借助解释器或编译器来运行
    • 解释器逐行从源代码中读取语句，每读取一行就将其翻译成为机器代码并立即执行
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    • 编译器将整个源代码翻译成为机器代码文件，并执行该文件
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  • 操作系统

    • 操作系统是软件，是运行在计算机上的程序
    • 操作系统可以管理和控制计算机的活动
    • 操作系统的主要任务：
      • 控制和监视系统任务
      • 分配和调配系统资源
      • 调度操作
        • 多道程序设计(multiprogramming)允许多个程序共享同一个CPU同时运行
        • 多线程允许单个程序同时执行多个任务
        • 多处理使用多个处理器来并行运行多个程序
Java概述
  • JDK(Java Development Toolkit)是用于开发和运行Java程序的软件
  • JRE(Java Runtime Environment)是运行Java程序的程序
  • Java源文件的扩展名为 .java, 通过编译器编译后生成字节码文件，扩展名为 .class, 最后由JVM java虚拟机来读取和解释以及执行
  • JVM， java虚拟机是一个用来解释java字节码的程序，因此所有安装了JVM的平台都可以随意运行java程序
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