计算机中系统硬件相关知识

2.什么是编程

  编程就是程序按照某种编程语言的语法规范将自己想要让计算机做的事情表达出来,表达的结果就是程序,程序就是一系列文件

3.为什么要编程

  在编程的过程中，计算机就像是人的奴隶
  我们编程的目的就是为了让计算机代替人类去工作，从而解放人力

CPU与寄存器，内核态与用户态如何切换

6.1CPU与寄存器

  因为要从内存里访问数据和指令时间较长，CPU里边的寄存器，寄存器也是一个存储器，采用材质和CPU一样做成的。它和CPU的运行速度是一样的。

6.2内核态与用户态如何切换

  应用软件不可对硬件有操作指令，操作系统可以对硬件有任何操作，一个应用软件需要访问硬件向操作系统提出系统调用，PSW中有一个二进制位控制着内核态和用户态进行切换，通过指令把用户态切换成内核态读取硬件数据并返还给操作系统，操作系统把数据返还给应用软件。

存储系列，L1缓冲，L2缓冲，内存（RAM）EEPROM和闪存，CMOS与BIOS电池

7.1 L1缓冲

 寄存器就是L1缓存用与cpu相同材质制造，与cpu一样快，因而cpu访问它没有延迟

7.2 L2缓冲

 高速缓存就是L2缓存速度仅次于L1缓存，当处理器发出内存访问时，会先查看缓存是否有请求，如果有就命中，不经常使用就未命中。

7.3内存

 内存是在不能再高速缓存中找到的数据，都会在内存储存设备中找到。内存分为（RAM）易失性和（ROM）非易失性只读的储存设备

7.4EEPROM和闪存

   EEPROM和闪存：可以通过电子方式多次复写的半导体存储设备，存储的数据也不会丢失

7.5CMOS与BIOS电池

 CMOS和BIOS电池：CMOS是主板上的一个小系统来保存配置的参数，它是易失性的，所以CMOS有个纽扣电池也就是BIOS电池。

磁盘结构，平均寻道时间，平均延迟时间，虚拟内存与MMU

8.1磁盘结构

   是由磁臂、磁头、碟片、磁道、扇区和电动机组成的

8.2平均寻道时间

   机械手臂从一个最外围柱面移动到相邻的柱面的时间成为寻到时间，找到了磁道就意味着找到了数据所在的位置，但是还不知道数据的具体位置

8.3平均延迟时间

   机械臂到达正确的磁道之后还必须等待旋转到数据所在的扇区下，这段时间成为延迟时间

8.4虚拟内存

  虚拟内存可以从硬盘其中划分出一部分来运行，将正使用的放入内存，不使用的放置在硬盘，这就是虚拟内存 ，只是运行速度较慢。

8.5MMU

  由CPU一个部件内存管理单元来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址映射为物理地址

9．磁带

     存储量大、相比磁盘运行速度低可轻易携带，可做备份使用。

设备驱动与控制器

 装上USB控制器驱动,控制器才能正常工作,USB设备（鼠标）插到USB上才能认到,再装上USB设备（鼠标）的驱动USB设备（鼠标）才能正常使用。驱动器不能独立运行，需和操作系统配合才能运行过。

总线与南桥北桥

总线是连接各个组件进行数据传输；用于北桥连接着高速设备；南桥连接着低速设备

操作系统的启动流程

计算机通电——按下开机按钮——bios自检——BIOS读取CMOS存储器中的参数——从启动设备上读取第一个扇区的内容——根据分区信息读入bootloader启动装载模块，启动操作系统——然后操作系统询问BIOS，以获得配置信息。
应用程序的启动流程

用户在操作系统上使用（鼠标）双击应用快捷方式向操作系统发出请求，操作系统做出响应从硬盘路径中找到应用软件数据后存入内存中，数据提交到缓存中交由CPU进行数据处理，cpu完成数据处理后返还结果，操作系统做出响应，应用软件打开。