各类初赛时会考的知识点2

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各类初赛时会考的知识点汇总（2） - 智灵基础班

关于计算机的知识
  • 按年代分类
时间 实现方式
1946-1958 电子管
1959-1964 晶体管
1965-1970 集成电路
1971-现在 超大规模集成电路
按性能分类

  • 巨型机>大/中型机>小型机>微型机=工作站。

  • 巨型机（超级计算机，简称「超算」）：速度极快，容量极高，体积极大。高速度，大容量，因而能够承担重大的科学研究，用于计算地震/太空/天气预报等复杂用途，我国的有：银河/天河等。一般来说，巨型机的运算速度在平均每秒千万次以上，存储容量在千万位以上。

  • 大/中型机：速度快，容量极高，体积大。高可靠性，可用性，服务型，主要用于顶尖科研领域。

大型机和超级计算机（旧称巨型机）的主要区别:

  1. 大型机使用专用指令系统和操作系统，巨型机使用通用处理器及 UNIX 或类 UNIX 操作系统（如 Linux）。
  2. 大型机长于非数值计算（数据处理），巨型长于数值计算（科学计算）。
  3. 大型机主要用于商业领域，如银行和电信，而巨型用于尖端科学领域，特别是国防领域。
  4. 大型机大量使用冗余等技术确保其安全性及稳定性，所以内部结构通常有两套。而巨型机使用大量处理器，通常由多个机柜组成。
  5. 为了确保兼容性，大型机的部分技术较为保守。

  • 小型机：速度快，容量高，体积中。主要用于单位服务器/其他领域。补：小型机采用精简指令集处理器，性能和价格介于PC服务器和大型主机之间的一种高性能 6464 位计算机。小型机主要用于金融证券和交通等对业务的单点运行具有高可靠性的行业应用。

  • 微型机：速度快，容量中，体积小。主要用于个人工作/处理数据，2020 世纪 7070 年代后非常普及（电脑大部分都是微型机）。各位同学面前的电脑、笔记本、手机等等基本上都是微型机。

  • 工作站：速度快，容量中，体积小。用于辅助微型机工作。

计算机的结构

要想实现计算机的基础功能，计算机必须由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备构成，缺少前两者就无法正常启动计算机，即为“冯·诺依曼架构”。

  • CPU（Central Processing Unit）：中央处理器，由运算器（计算）+控制器（指挥）+寄存器组成。计算机的核心部件，被称为计算机的“大脑”，又称“微处理器”。
  • 内存储器：简称“内存”，用于电脑内部的存储。相对外存而言，读写速度快，但是存储空间小，并且存储在 RAM 里的数据断电后会丢失。注意与“外存（硬盘等）”区分开。
    • RAM（Random Access Memory）：随机存取存储器，与CPU直接交互数据，可随时读写，断电数据全部丢失。
    • ROM（Read-Only Memory）：只读存储器，只能读出无法写入信息。信息一旦写入后就固定下来，断电数据不会丢失，故又称为固定存储器。
  • 外存储器：简称“外存”，用于处置长期保存的数据，一般处于电脑外部，断电后数据不会丢失。相对内存而言，外存读写速度慢，但存储容量大。主要包括硬盘、光盘、U 盘（USB闪存盘）等类型。
  • 输入设备：在计算机与人交互时，接受外部命令或者需要加工的数据。常用的输入数据包括键盘、鼠标、麦克风、摄像头等。
  • 输出设备：在计算机与人交互时，将处理结果以人类能够识别/感受的方式呈现出来的设备。常有的输出设备包括显示器、音响、打印机等。
    计算机结构示意图
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关于CPU

对内存的访问速度：
寄存器>高速缓存>内存>外存
CPU出现于20世纪0年代
断电后数据保存在ROM和外存中

关于文件扩展名（就是告诉电脑文件读取方法的东西）

图片存储：.jpg/.jpeg/.png/.pic/.bmp/.webp/.gif（动图）
音频：.mp3/.wav
视频：.mp4/.mov/.avi/.mpeg/.flv/.rmvb/.rpm

关于计算机语言

  • 机器语言/机器码：最早的语言，计算机能识别的语言，由二进制数字0、1组成，速度快，人类编码难度高，一般由计算机自动转换。

  • 汇编语言：用符号代替二进制数，计算机不能直接识别，需要用编译器进行编译，难度依然很大，目前除了对性能要求极高的需求以外不被使用。

  • 高级语言：如今的编程语言（C++，JAVA 等），需要用编译器，难度小，分为编译方式和解释方式两种编译方式。

    • 编译方式（C++）：先对整个程序进行编译（会进行多次分析），再执行程序。速度快（进行多次编译对程序进行优化）。
    • 解释方式（Python/PHP）：扫描一行解释一行，速度慢（无法进行优化）。
  • 空间换算
    若无特殊说明，使用1:1024的进率，即 KB 默认代表1024字节，MB 默认代表1024KiB 。
    我们常常会遇到硬盘标注大小和计算机内显示大小不同的问题。这其实是硬盘厂商为了节约成本玩的文字游戏。他们在硬盘上标注的 GB 其实代表 giga byte ，而不是我们默认的 giga binary byte。
    假设硬盘标注的大小为 x ，则硬盘缩水了 1-\frac{x\times10^3\times10^3\times10^3}{x\times2^{10}\times2^{10}\times2^{10}}=\frac{10^9x}{2^{30}x}\approx1-0.9313=0.0687\approx\%7

关于计算机的ASCII码、编码等信息我已经放在 初赛总结<-戳这里（顺便点个赞）
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