计算机基础知识,计算机知识点汇总

一、计算机组成与工作原理

1. 冯·诺依曼体系结构

核心思想：程序和数据存储在同一存储器中，按顺序执行指令。包含五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

工作流程：CPU从内存取指令→译码→执行→存储结果→循环。

2. 硬件组成

CPU：负责指令执行和数据处理，核心指标包括主频、字长（如64位）。

存储器：

内存（RAM）：临时存储运行中的程序和数据，速度快但断电丢失。

外存（硬盘/SSD）：长期存储数据，速度较慢但容量大。

总线：分为数据总线、地址总线和控制总线，地址总线宽度决定寻址空间（如32位总线寻址4GB）。

3. 数据表示与运算

数制转换：二进制、八进制、十进制、十六进制的互转方法（如十进制转二进制除2取余）。

编码与存储：

原码、反码、补码：补码用于简化减法运算，负数的补码为反码加1。

ASCII码：7位二进制表示字符（共128种），例如'A'对应65。

汉字编码：国标码（区位码+32）、机内码（国标码最高位置1）。

二、操作系统与系统管理

1. 进程与线程

进程：程序运行的实例，拥有独立内存空间，通过进程控制块（PCB）管理。

线程：进程内的执行单元，共享进程资源，提高并发效率。

调度与同步：涉及死锁、信号量、锁机制等。

2. 虚拟内存

作用：为进程提供独立逻辑地址空间，通过分页、分段实现物理内存与虚拟地址映射。

页表：记录虚拟页与物理页的对应关系，TLB（快表）加速地址转换。

3. 文件系统

文件类型：FAT、NTFS、EXT4等，管理文件的存储、访问与权限。

目录结构：树形结构组织文件，支持创建、删除、读写操作。

三、网络与安全基础

1. 网络分层模型（TCP/IP）

五层架构：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

核心协议：

IP协议：负责路由寻址。

TCP/UDP：TCP提供可靠传输（三次握手），UDP适用于实时性要求高的场景。

2. 网络安全

加密技术：

对称加密（AES）与非对称加密（RSA）：RSA利用公钥加密、私钥解密，保障数据传输安全。

Hash算法（如SHA-256）：用于数据完整性验证。

常见威胁：DDoS攻击、钓鱼攻击、中间人攻击。

四、数据结构与算法

1. 基本数据结构

线性结构：数组（连续存储）、链表（动态增删）、栈（LIFO）、队列（FIFO）。

非线性结构：树（二叉树、B树）、图（邻接矩阵、广度优先搜索）。

2. 经典算法

排序算法：快速排序（分治思想）、堆排序（利用堆结构）。

查找算法：二分查找（需有序数组）、哈希查找（O(1)时间复杂度）。

动态规划：解决重叠子问题（如背包问题）。

五、编程语言与开发基础

1. 常用编程语言

Python：语法简洁，适用于数据分析、人工智能（示例：`print("Hello World")`）。

C++：高效系统级编程，支持面向对象（示例：`std::cout << "Hello World"`）。

JavaScript：前端开发核心语言，实现网页动态交互。

2. 编程范式

面向过程（C）、面向对象（Java）、函数式编程（Haskell）。

六、计算机发展与应用趋势

1. 技术演进

计算机发展阶段：电子管→晶体管→集成电路→超大规模集成电路。

未来方向：量子计算、生物计算、边缘计算。

2. 应用领域

人工智能（机器学习、自然语言处理）、物联网（智能家居）、区块链（去中心化账本）。

引用来源

计算机发展历程与数制转换：

数据表示与存储：

进程与线程：

网络协议与安全：

数据结构与算法：

编程语言示例：

未来趋势：