计算机基础

一、编程与编程的目的

1.什么是语言?什么是编程语言?

语言是一种事物与另一种事物沟通的介质

编程语言是程序员与计算机沟通的介质

2.什么是编程?

程序员把自己想让计算机做的事情通过编程语言表达出来

编程的结果就是一系列的文件

3.为什么编程?

是为了让计算机按照人类的思维逻辑去工作,从而解放人力

补充:

        在编程的世界里,计算机其实就是人类的奴隶,编程的目的就是奴隶计算机

        编程世界里的三种角色:我 ——》编程语言 ——》 计算机


二、计算机组成

1.控制器:是计算机的指挥系统,负责控制计算其他硬件的工作

2.运算器:负责数学运算与逻辑运算

控制器+运算器=CPU===》人类大脑

3.存储器:

1.内存:(内部存储器或主存储器(主存))

          优点:存取速度快

          缺点:断电数据丢失,只能临时地存取数据===》人脑的记忆功能

2.外存:(外部存储器或辅助存储器(辅存))如:硬盘

          优点:断点数据不丢失,可以永久保存数据===》笔记本

          缺点:存取速度慢

存储器是I/O设备

4.输入设备:

5.输出设备:

I/O效率是影响程序运行效率的的关键


总结:与运行程序有关的三大核心硬件:CPU、内存、硬盘。

           程序最先都是存放于硬盘的

           站在硬件角度,程序启动时,硬件的工作流程:

                                                                                1.程序相关数据,先从硬盘读入内存

                                                                                2.CPU从内存取出指令/数据,然后运行。


三、CPU详解

1.CPU具有向下兼容性。

64位的CPU可以运行32bit的软件


四、存储器详解

8bit = 1Byte

1024Bytes = 1KB

1024KB = 1MB

1024MB = 1GB

1024GB = 1TB

1024TB = 1PB

.

.

.

磁道 ——》

柱面 ——》

扇区 ——》


平均寻道时间(找磁道时间)+ 平均延迟时间(转半圈的时间)= 一次I/O时间

例:7200转/分的硬盘,一次I/O的时间大概:5ms(由于目前物理限制,只能如此)+ 4ms = 9ms

虚拟内存(SWAP)


五、一套完整的计算机系统分为三层:应用程序、操作系统、计算机硬件


六、操作系统的定义

操作系统是协调、管理、控制计算机硬件资源与应用软件的一个控制程序

应用程序是通过操作系统来间接控制硬件的


BIOS:basicinput output system

在计算机的主板上有一个基本的输入输出程序(Basic  Input Output system)

BIOS就相当于一个小的操作系统,它有底层的I/O软件,包括读键盘,写屏幕,进行磁盘I/O,该程序存放于一非易失性闪存ROM中。

计算机启动流程

1.计算机加电

2.BIOS开始运行,检测硬件:cpu、内存、硬盘等

3.BIOS读取CMOS存储器中的参数,选择启动设备

4.从启动设备上读取第一个扇区的内容(MBR主引导记录512字节,前446为引导信息,后64为分区信息,最后两个为标志位)

5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块,启动操作系统

6.然后操作系统询问BIOS,以获得配置信息。对于每种设备,系统会检查其设备驱动程序是否存在,如果没有,系统则会要求用户按照设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序,操作系统就将它们调入内核。然后初始有关的表格(如进程表),穿件需要的进程,并在每个终端上启动登录程序或GUI

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