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

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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