マインドマップギャラリー コンピュータアプリケーションの基本
歴史と歴史をまとめたコンピュータ応用の基礎を独学で学ぶ。 基本概念、コンピュータシステム、性能指標、コンピュータにおける情報の表現など。
2024-02-04 19:36:01 に編集されましたコンピュータアプリケーションの基本
コンピュータの歴史
開発:そろばん・加算器・自動乗算計算機・完全四則演算が可能な汎用計算機・差分エンジン・解析エンジン・系列計算機・電気計算機・MARK
計数(手動舞台)、計数(機械舞台)、計算(電子舞台)、計数チップ(春秋時代、木の棒)、そろばん(計算尺)
起源: 1642 年、機械式加算機。 1673年には「加減乗除」が追加されました。 1822年、「バベッジのディファレンス・エンジン」
誕生: 1946 年 2 月、米国ペンシルベニア大学出身。 ENIACは軍事用に開発され、大砲や砲弾に使用されています。
創設者
アラン・チューリング。コンピューターサイエンスの父である「チューリングマシン」モデルは理論的基礎を築きました。
フォン・ノイマン。 「コンピュータの父」はバイナリを使用して計算を実行し、格納されたプログラムを使用して動作しました。
フォン・ノイマンの原理: ストアド・プログラム制御
スティーブ・ジョブズ: Apple グループ、IMac、iPhone の創設者
ビル・ゲイツ:マイクロソフトの創設者
コンピューター開発の 4 つの段階
1946 年から 1957 年にかけての電子管の第一世代 - サイズが大きく、高価でした。軍事および科学研究に使用されます。
第 2 世代 1958 ~ 1964 トランジスタ - 小型で低コスト。科学計算、データ処理
第 3 世代 1965 ~ 1970 年 中小規模集積回路 - オペレーティング システムと会話言語
第4世代 1971年~現在(超)大規模集積回路 ― 標準化、多様化、一般化
基本的な考え方
特徴:高速な計算速度、高い計算精度、大容量の記憶容量、論理的判断機能、高度な自動化、高い汎用性。あらかじめ格納されたプログラムに従って、大規模な数値計算やさまざまな情報処理を自動的かつ迅速に実行できる現代のインテリジェント電子機器。
分類
サイズ別:スーパーコンピュータ、メインフレーム、中型コンピュータ、ミニコンピュータ、マイコン、シングルチップコンピュータ
コンポーネント別: エレクトロニクス、光子、量子、バイオコンピューター
用途別:専用コンピュータ、汎用コンピュータ
電気信号の内部利用による:アナログコンピュータ、デジタルコンピュータ
応用
科学計算: 数値計算、最も基本的な応用分野の 1 つ
データ処理:ビッグデータの乱雑でわかりにくい内容から価値あるデータを抽出する
リアルタイム制御:タイムリーな処理、自動制御
コンピュータ支援設計 (CAD) 製造支援 (CAM) 教育支援 (CBE) 指導支援 (CAI) テスト支援 (CAT)
人工知能: AI は人間の知的活動をシミュレートします。
電子商取引(EC/EB):企業と消費者の間:B2C、企業と消費者の間:C2C、オフラインコマースとインターネット:O2O。
応用
ワープロソフト:Word、WPS、Microsoftなど
表計算処理:Excel
デザイン支援: Autocard、Photoshop、3Dmax など。
開発動向
巨大、小型化、ネットワーク化、インテリジェント化
新しいアプリケーション - スマートフォン、タブレット、スマート家電、クラウド コンピューティング、クラウド ストレージ、ビッグ データなど。
未来のコンピュータ - 超伝導コンピュータ、DNA コンピュータ、量子コンピュータ、光コンピュータ、ナノコンピュータなど。
コンピューターシステム
ハードウェアシステム
演算装置、コントローラ、メモリ、入力装置、出力装置の5つの部分から構成されます。
コントローラは、「プログラムカウンタPC」、「命令レジスタIR」、「命令デコーダID」、「オペレーションコントローラOC」、「タイミング信号発生器」などで構成されます。
ベアメタル
ホスト
中央処理装置 (CPU)
演算子 ALU
コントローラCU
内部メモリ
メインメモリ
読み取り機能別: 読み取り専用、ランダム読み取り、媒体別: ランダムおよびシーケンシャル、情報の永続性別: 非永続メモリおよび永続メモリ。
ROM (読み取り専用メモリ。CPU は読み取りのみ可能で書き込みはできません。変更はできません。電源を切っても失われません)
RAM (ランダム アクセス メモリ。CPU はデータを読み書きできます。電源を切るとすべて消えます)
マザーボード (マザーボード、システムボード、マザーボード)
チップセット: CPU の動作を支援する非常に大規模な集積回路
転送情報: バス: アドレスバス;
伝送方式:シリアル伝送、パラレル伝送
周辺機器
外部メモリ:Uディスク、CD、ハードディスク、フロッピーディスク
USB の利点: ホットスワップ可能、複数のデバイスを接続できる統一規格。
キャッシュ キャッシュ: CPU 上で実行されているプログラムを保存します。
メインメモリ: 実行中および実行予定のプログラムとデータを保存します。
外部メモリ: 長期保存情報だけでなく、不参加のプログラムやデータも保存します。
入力デバイス: キーボード、マウス、カメラ、スキャナ、マイク、レコーダー、ライトペン
出力デバイス: モニター、スピーカー、ヘッドフォン、プリンター
他のデバイス
ソフトウェアシステム
ソフトウェアはプログラムとドキュメントの 2 つの部分で構成されます。プログラムは最も基本的な命令であり、ドキュメントはプログラムの説明と説明です。
応用
一般: オフィス ソフトウェア パッケージ、データベース管理システム、コンピューター支援設計
専用用途:各種企業の経営情報システム等
システムソフトウェアOS
オペレーティング システム: DOS、Windows、UNIX、LINUX、OS/2
命令セット(命令体系):命令フォーマット(オペレーションコード、アドレスコードを含むバイナリ表現)、命令タイプ、命令機能。アドレッシングモードなど
言語処理プログラム:C、C、JAVA、BASIC
プログラミング言語: 機械語 - アセンブリ言語 - 高級言語 (コンパイルおよび解釈)
ユーティリティ: 診断、トラブルシューティング プログラム
パフォーマンス
簡単な答え: 1. CPU パフォーマンス指標。 2. メモリ容量。 3. 入出力データ伝送効率
主要周波数:CPU動作周波数(内部クロック周波数、マイコン速度の指標)
FSB:システムバスの動作周波数(CPUベース周波数)
語長: CPU が単位時間当たり一度に処理できる 2 進数の数。
フロントサイドバスのFSB周波数: CPUとメモリの交換速度に影響します
計算速度: マイクロコンピュータが 1 秒あたりに実行できる命令の数
メモリ容量:メモリサイズ、マイコンが構成するRAMメモリの総バイト数
アクセスサイクル: メモリへの完全なアクセス (読み取り/書き込み) 操作に必要な時間。アクセスサイクルが短いほどアクセス速度が速くなります
コンピュータにおける情報の表現
数体系: 基本要素 - 基数と数の重み
2 進数 0 または 1 はビット (ビットの略語 b) と呼ばれます。8 ビットの 2 進数はバイト (バイト、略語 B) を構成します。
1KB=1024B; 1MB=1024MB; 1TB=1024GB (2の10乗)
文字は 7 桁のバイナリ コード、つまり 128 個の異なる文字を表すことができる ASCⅡ コードで表されます。
ネットワーク地理分類
LAN: 地理的範囲は 10KM 以内 (イーサネット)
首都圏ネットワーク: 10-100KM
WAN: 100KM以上、都市諸国、さらには世界
演算装置、コントローラ、メモリ、入力装置、出力装置の5つの部分から構成されます。