學前準備工作

真的呆發表於2024-08-10

什麼是計算機

  • computer：全稱電子計算機，簡稱電腦。
  • 能夠按照程式執行，自動、高速處理海量資料的現代化智慧電子裝置
  • 由軟體和硬體組成
  • 常見形式有臺式計算機，筆記本計算機，大型計算機等
  • 廣泛應用在：科學計算、資料處理、自動控制、計算機輔助設計、人工智慧等領域。

計算機硬體

組成：cpu、主機板、記憶體、電源、主機箱、硬碟、顯示卡、鍵盤滑鼠、顯示器等

馮諾依曼體系結構

數學家馮·諾依曼提出了計算機制造的三個基本原則（採用二進位制、程式存>儲、順序執行），以及計算機的五個組成部分（運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置），這套理論被稱為馮·諾依曼體系結構，根據這一原理製造的計算機被稱為馮·諾依曼結構計算機。

馮諾依曼體系結構圖

計算機軟體

  • 軟體是指計算機系統中的一系列指令和資料，其目的是使計算機能夠執行特定的任務或解決特定的問題。軟體通常包括應用程式、作業系統和其他支援軟體，它們與硬體協同工作，為使用者和其他軟體提供功能和服務。
  • 軟體可以按照功能、使用方式和授權方式等多種標準進行分類。以下是一些常見的軟體分類：

按功能分類：

  • 應用軟體（Application Software）： 用於執行特定任務或解決特定問題的軟體，例如文書處理軟體（Microsoft Word）、電子郵件客戶端（Outlook）、圖形設計軟體（Adobe Photoshop）等。
  • 系統軟體（System Software）： 支援計算機硬體執行和應用軟體的軟體，例如作業系統（Windows、macOS、Linux）、驅動程式、工具軟體等。

計算機語言發展史

引用文心一言回答

計算機語言發展史可以清晰地分為幾個主要階段，每個階段都伴隨著技術的進步和程式語言的創新。以下是計算機語言發展的簡要概述：

  1. 機器語言階段：
    時間：20世紀40年代
    特點：計算機剛剛問世時，人們直接透過一系列由“0”和“1”組成的二進位制程式碼（即機器語言）來控制計算機硬體執行特定的任務。這種語言只有計算機能夠理解，對於人類來說極難理解和編寫。
  2. 組合語言階段：
    時間：在機器語言之後
    特點：組合語言用助記符代替了操作碼，用地址符號或標號代替地址碼，從而用符號代替了機器語言的二進位制碼。這使得程式語言對人類來說更加容易理解和記憶，但仍然需要程式設計者將每一步具體的操作用命令的形式寫出來。
  3. 高階語言階段：
    時間：從20世紀50年代中葉開始，一直髮展至今
    特點：高階語言是一種更接近於人類自然語言的程式語言，它允許使用英文編寫程式，並且程式中的符號和算式也與日常使用的數學式子相似。高階語言的發展極大地提高了程式設計的效率和可讀性。

重要事件和人物：

  1. Fortran（公式翻譯）語言的誕生（1957年左右），它是科學和工程計算中常用的程式語言。
  2. C語言的誕生（1972年），由丹尼斯·裡奇（Dennis Ritchie）在貝爾實驗室設計並推出。C語言具有革命性的意義，因為它結合了高階語言的特性和機器語言的效率，成為許多現代程式語言的基礎。
  3. 物件導向程式設計（OOP）的興起，這標誌著程式設計方式的重要轉變。C++、Java和Python等語言都是物件導向程式設計的代表。
    網際網路時代的程式語言，如JavaScript、Python等在網路程式設計中佔據重要地位。
  • 程式語言的發展趨勢：
    物件導向程式設計和元件化程式設計成為主流，使得軟體開發更加靈活和可擴充套件。
    指令碼語言和動態語言（如Python、Ruby等）因其易用性和快速開發能力而受到歡迎。
    跨平臺程式語言和框架（如Java、.NET等）使得應用程式可以在不同作業系統上執行。

總結來說，計算機語言的發展經歷了從機器語言到組合語言，再到高階語言的演變過程。每個階段都伴隨著技術的進步和程式語言的創新，使得人與計算機之間的互動變得更加容易和高效。隨著技術的不斷髮展，未來的程式語言將繼續朝著更加人性化、高效化和智慧化的方向發展。

c語言的優點及缺點

引用文心一言回答:

  1. 高效性：C語言是一種用於系統程式設計的低階語言，因此非常高效。它能夠直接訪問記憶體和硬體，允許開發者進行底層操作，這使得C語言在嵌入式系統、作業系統等領域有著廣泛的應用。
  2. 可移植性：C語言的標準庫是高度可移植的，因此可以輕鬆地在不同的作業系統上編譯和執行。這使得C語言編寫的程式具有廣泛的適用性。
  3. 結構化程式設計：C語言支援函式、指標、結構體等結構化程式設計元素，使得程式更加易於理解和維護。這些特性有助於開發者編寫清晰、可讀的程式碼。
  4. 靜態型別：C語言是一種靜態型別語言，在編譯期間進行型別檢查，可以避免一些潛在的型別錯誤。這有助於提高程式碼的穩定性和安全性。
  5. 底層訪問：C語言允許直接訪問記憶體、硬體和底層系統資源，這使得它非常適合嵌入式系統和作業系統開發。
  6. 指標：C語言具有強大的指標功能，可以從多個角度處理資料，提高程式效率。指標是C語言的重要特性之一，也是其區別於其他高階語言的重要方面。
  7. 開放性：C語言的開放性使得它具有廣泛的應用，可以編寫各種型別的程式，如作業系統、編譯器、裝置驅動程式、資料庫、圖形介面等。

優點：

  1. 貼近硬體，高效。
  2. 指標功能強大

缺點：由於指標和記憶體管理的複雜，需要新手一定的學習成本，可移植性事實上並不正確，需要每次移植都需要調整。

Java語言的特性及優點

Java語言的特性

  1. 物件導向：
    Java是一種完全物件導向的程式語言，支援類和物件的概念，允許程式設計師以優雅的思維方式進行復雜的程式設計。
    Java中的萬物皆物件，所有元素都要透過類和物件來訪問。
  2. 平臺無關性（跨平臺性）：
    Java編寫的程式可以在任何安裝了Java虛擬機器（JVM）的計算機上執行，實現了“一次編寫，到處執行”的承諾。
    Java編譯器將原始碼編譯為位元組碼，這些位元組碼在JVM上執行，與底層作業系統無關。
  3. 簡單性：
    Java相對於C++等語言更為簡單，去除了多繼承、指標等複雜和難以理解的概念。
    Java的語法清晰明瞭，易於學習和使用。
  4. 健壯性：
    Java在開發初期便能透過編譯檢查出程式碼錯誤，有助於開發過程的順利進行。
    Java提供了豐富的異常處理機制，可以捕獲並處理執行時錯誤，提高程式的健壯性。
  5. 安全性：
    Java內建了多種安全機制，如類載入器、安全管理器和沙箱機制，可以防止惡意程式碼的執行。
    Java不支援指標操作，避免了非法記憶體訪問等安全問題。
  6. 多執行緒支援：
    Java內建對多執行緒程式設計的支援，允許程式設計師編寫併發程式，更好地利用多核處理器的優勢。
    Java提供了豐富的同步機制，確保多執行緒程式的正確執行。
  7. 高效能：
    儘管Java是解釋型語言，但透過即時編譯（JIT）和最佳化技術，Java程式可以獲得接近甚至超過編譯型語言的效能。
    Java還提供了豐富的庫和工具，用於進一步最佳化效能。
  8. 動態性：
    Java可以在執行時動態地載入、連結和執行類，這使得Java具有更強的適應性和靈活性。
    Java支援動態型別檢查和反射機制，可以在執行時獲取類的資訊並操作物件。

Java語言的優點

  1. 廣泛的應用領域：
    Java在桌面應用程式、Web應用程式、分散式系統和嵌入式系統等領域都有廣泛的應用。
    Java是Android應用開發的主要語言之一。
  2. 強大的社群支援：
    Java擁有龐大的開發者社群和豐富的資源，為開發者提供了強大的支援。
    Java的開源專案眾多，如Spring、Hibernate等，為開發者提供了豐富的工具和框架。
  3. 穩定性與可靠性：
    Java語言本身的設計保證了其程式的穩定性和可靠性。
    Java的垃圾回收機制避免了記憶體洩漏等問題，提高了程式的健壯性。
    豐富的庫和API：
    Java標準庫提供了豐富的功能和API，可以滿足大多數開發需求。
    Java還有大量的第三方庫和框架可供選擇，如JDBC、Servlet等。

Java三大版本

Java平臺包含三個主要版本：Java SE（Java Platform, Standard Edition）、Java EE（Java Platform, Enterprise Edition）和Java ME（Java Platform, Micro Edition）。

Java SE（Java Platform, Standard Edition）

也稱為J2SE，是Java的標準版本。
提供Java語言的核心庫、虛擬機器和工具，用於開發普通桌面應用、企業級應用和嵌入式系統等。
特點：
平臺無關性：提供跨平臺的解決方案。
物件導向：完全支援物件導向程式設計。
強大的庫支援：提供豐富的類庫，如輸入輸出、網路通訊、圖形介面、資料庫訪問等。

Java EE（Java Platform, Enterprise Edition）

也稱為J2EE，主要用於開發和部署可移植、健壯、可伸縮且安全的伺服器端Java應用程式。
包含Java SE的所有特性，並增加了許多用於企業級開發的元件和API，如EJB（Enterprise JavaBeans）、JMS（Java Message Service）、JNDI（Java Naming and Directory Interface）等。
應用：
廣泛應用於大型企業級應用的開發，如銀行系統、電子商務平臺和供應鏈管理系統等。

Java ME（Java Platform, Micro Edition）

也稱為J2ME，主要用於在移動裝置和嵌入式裝置上執行的應用程式。
提供一個精簡的Java虛擬機器（KVM）和一組核心類庫，用於處理移動裝置的特定功能，如電話通訊、裝置控制、使用者介面等。
特點：
適用於資源有限的裝置。
提供在移動裝置和嵌入式裝置上執行Java程式的能力。

JDK、JRE、JVM

包含關係
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安裝與解除安裝環境

解除安裝jdk：

  1. 刪除java安裝目錄
  2. 刪除Java_HOME
  3. 刪除path裡關於java的目錄
  4. cmd進入命令視窗，輸入java -v，檢視是否刪除。

安裝jdk：

  1. 百度搜尋jdk8，下載對應32位或64位，windows或者Linux。
  2. 下載完成，雙擊安裝jdk。
  3. 開始安裝，點選下一步，選擇安裝路徑。建議不要放c盤，自己在起停牌新建目錄，並記住安裝路徑，後續配置環境變數要用到。
  4. 配置環境變數。
    1. 我的電腦->高階系統設定->環境變數->系統環境變數，
    2. 新建，JAVA-HOME,貼上路徑。
    3. 配置path變數。
  5. cmd進入命令視窗，輸入java -v，檢視是否安裝成功。

HELLO,WORLD!!!

  1. 新建一個目錄，用來存放程式碼
  2. 在目錄裡，新建檔案，改名為Hello.java
  3. 寫程式碼。
public class Hello(){
    public static void main(String args[]){
        System.out.print("Hello,World!");
    } 
}
  1. 編譯。在該目錄下開啟命令視窗。
    輸入javac Hello.java ,沒有出現問題。
    目錄下出現新檔案Hello.class。
  2. 執行。輸入java Hello,出現執行結果Hello,World!

可能出現的問題：

  1. 程式碼段單詞大小寫出錯。Java是大小寫敏感的
  2. 儘量使用英文。
  3. 檔名與類名一致。首字母大寫，養成程式碼書寫習慣。
  4. 符號使用了中文，如括號分號等

java執行機制

編譯型和解釋型，編譯型先全部編譯再執行，解釋型，編譯部分執行部分，再編譯部分執行部分。
java檔案先編譯成class檔案，再在虛擬機器jvm裡進行程式碼檢查，編譯執行。
Java檔案執行是兩種都有的。

idea安裝與使用

不想寫了。

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