一、計算機基本概念

1、什麼是計算機

能接收使用者輸入指令與資料，經由中央處理器的算術與邏輯單元運算處理後，以產生或儲存有用的新資料。比如計算器，手機，汽車導航系統，提款機，桌面電腦，手提電腦等。

2、計算機硬體系統的五大組成部分

輸入單元，輸出單元，控制單元，算術邏輯單元，記憶體

3、計算機工作原理

計算機在執行時，先從記憶體中取出第一條指令，通過控制器的譯碼，按指令的要求，從儲存器中取出資料進行指定的運算和邏輯操作等加工，然後再按地址把結果送到記憶體中去。接下來，再取出第二條指令，在控制器的指揮下完成規定操作。依此進行下去。直至遇到停止指令。

程式與資料一樣存貯，按程式編排的順序，一步一步地取出指令，自動地完成指令規定的操作是計算機最基本的工作原理。這一原理最初是由美籍匈牙利數學家馮.諾依曼於1945年提出來的，故稱為馮.諾依曼原理。

4、計算機的演變史

1）最早的計算機模型

人們通過輸入裝置把需要處理的資訊輸入計算機，計算機通過中央處理器把資訊加工後，再通過輸出裝置把處理後的結果告訴人們。
其實這個模型很簡單，舉個簡單的例子，你要處理的資訊是1+1，你把這個資訊輸入到計算機中後，計算機的內部進行處理，再把處理後的結果告訴你。

那個時候，計算機體積大，輸入裝置十分落後，沒有鍵盤和滑鼠，需要通過無數的開關輸入資訊，計算機處理資訊後，輸出裝置也相當簡陋，就是一堆訊號燈，無法處理複雜資訊，只能進行數字運算。

2）內部儲存器的設計

之後，人們對計算機模型進行了改進：就是在中央處理器旁邊加了一個內部儲存器。

先打個比方說，如果老師讓你心算一道簡單題，你會毫不費勁就算出來，可是如果老師讓你算20個三位數相乘，你心算起來肯定很費力，但如果給你一張草稿紙的話，你也能很快算出來。

一個沒有內部儲存器的計算機如果讓它進行一個很複雜的計算，因為儲存能力有限，無法記住中間結果，就計算不出最後結果。但如果給它一些內部儲存器當“草稿紙”，計算機就可以把一些中間結果臨時儲存到內部儲存器（記憶體）上，然後在需要的時候再把它取出來，進行下一步的運算，如此往復，計算機就可以完成很多很複雜的計算。

3）紙帶機的發明

人們感到計算機輸入和輸出方式太落後，在輸入方面，為了不再每次扳動成百上千的開關，人們發明了紙帶機。

紙帶機的工作原理：

紙帶的每一行都標明瞭26個字母、10個數字和一些運算子號，如果這行的字母A上面打了一個孔，說明這裡要輸入的是字母A，同理，下面的行由此類推。這樣一個長長的紙帶就可以代表很多的資訊，人們把這個紙帶放入紙帶機，紙帶機再把紙帶上的資訊翻譯給計算機。

這樣看似很麻煩，其實在很大程度上促進了計算機的發展。

同時，人們也改進了輸出裝置，用印表機代替了計算機面板上無數的訊號燈。它負責把計算機輸出的資訊翻譯成人能看懂的語言，列印在紙上，這樣人們就能很方便地看到輸出的資訊，再也不用看那噁心的訊號燈了。

4）鍵盤和顯示器的發明

後來，人們繼續對輸入和輸出系統進行改進，發明了鍵盤和顯示器。鍵盤和顯示器的好處在於人們可以直接向計算機輸入資訊，而計算機也可以及時把處理結果顯示在螢幕上。而且隨著長時間的改進，計算機的體積也在不斷縮小。

5）外部儲存器的設計

隨著人們的使用，又發現了許多不如意之處。比如資訊太多，輸入時間長；如果停電，會造成資料丟失；處理相同資料時，需要重新輸入，勞動重複等等這些弊端。

因此，這回人們在原有的計算機模型之上，增加了一個外部儲存器。

外部儲存器的“外部”是相對於內部儲存器來說的，在中央處理器處理資訊時，它並不直接和外部儲存器打交道，處理過程中的資訊都臨時存放在內部儲存器中，在資訊處理結束後，處理的結果也存放在內部儲存器中。可是如果這時突然停電，那些結果還會丟失的。內部儲存器（或簡稱記憶體）中的資訊是靠電力來維持的，一旦電力消失，記憶體中的資料就會全部消失。也正因為如此，人們才在計算機模型中加入了外部儲存器，把記憶體中的處理結果再儲存到外部儲存器中，這樣停電後資料也不會丟失了。

外部儲存器與記憶體的區別在於：它們的儲存機制是不一樣的，外部儲存器是把資料儲存到磁性介質上，所以不依賴於是否有電。有了磁碟之後，人們使用計算機就方便多了，不但可以把資料處理結果存放在磁碟中，還可以把很多輸入到計算機中的資料儲存到磁碟中，這樣這些資料可以反覆使用，避免了重複勞動。

6）有檔案系統

因為人們要儲存到磁碟上的內容越來越多，眾多的資訊儲存在一起，很不方便。這樣就導致了檔案的產生。人們把資訊分類整理成檔案儲存到磁碟上，這樣，磁碟上就有了檔案1、檔案2……。

7）有作業系統

在使用過程中人們發現，由人工來管理越來越多的檔案是一件很痛苦的事情。為了解決這個問題，人們就開發了一種軟體叫作業系統，讓作業系統替代人們來管理計算機，將人解放出來。

在作業系統出現之前，計算機使用人群受限，只有專業人士才可以使用，因為給計算機下達的命令也都是專業術語。而在作業系統出現之後，使用人群就沒有限制了，只要經過簡單的培訓，人們都能很容易地掌握計算機。

原因是，人們不再與計算機的硬體直接打交道，不直接對這些硬體發號施令，我們只需要把要做的事情告訴作業系統，作業系統再把要作的事情交給計算機，等計算機完成之後，作業系統再把結果告訴人們，這樣就省事多了。人們不用再死記硬背那些專業術語了。

二、作業系統

自從有了作業系統，使用人群不在受限，社會與經濟發展的越來越快。

1、作業系統的作用

1）方便了人和計算機之間的資訊傳遞；
2）替人們管理日益增多的檔案，使人們能很方便地找到和使用這些檔案；
4）替人們管理磁碟，隨時報告磁碟的使用情況；
5）替計算機管理記憶體，使計算機能更高效而安全地工作；
6）管理各種外部裝置，如印表機等，有了它的管理，這些外設就能有效地為使用者服務了。

2、作業系統的發展

也正因為作業系統這麼重要，所以人們也在不斷地改進它，使它的使用更加方便，功能更加強大。由最初的DOC作業系統發展到圖形化介面的作業系統。面向人群的作業系統也做到了百花齊放。

如微軟公司，從DOS作業系統一路發展過來，比較出名的有 Windows95和Windows98、windowsXP、再到現在的windows7、windows8（不建議使用，不夠穩定）和windows10。

蘋果公司，也由原來的System系列，發展到現在非常出名的MAC OS系統。

還有就是作為伺服器端非常著名的一系列unix系統，以及如“雨後春筍”般出現的類unix系統。比較經典的有linux,GNU，debian系列,red hat系列，Ubuntu系列，CentOS系列等等

隨著手機，平板等移動端的流行，移動端的作業系統的發展和進步也非常迅速。蘋果公司的IOS，遍佈天下的androi系統，微軟的wp，谷歌自己的chrome os等等。