计算机基础编程和组成原理

一、计算机基础之编程

1.什么是编程语言（掌握）

编程语言就是程序员和计算机之间的沟通媒介

2.什么是编程?

编程指的是：程序员将自己的想法写入到计算机文件中。

3.为什么要编程？

把计算机当成人类的奴隶，为人类工作

二、计算机的组成原理

• 计算机的五大组成部分（掌握）
  • 控制器（一）
  • 运算器（二）
  • 控制器+运算器（计算机的中央处理器cpu）
  • 存储器（三）
    • 内存（主板）
    • 外存
  • 输入设备（四）
  • 输出设备（五）
• 计算机的五大组成部分补充（熟悉）
  • CPU相关
  • 存储器相关
  • 总线
  • 启动计算机的流程
• 硬盘的工作原理（了解）
  • 机械硬盘
  • 固态硬盘

计算机五大组成部分（掌握）

控制器、运算器、存储器、输入和输出设备

控制器（一）

CPU控制所有计算机的硬件

运算器（二）

1.算术运算

2.逻辑运算

控制器+运算器（总和是cpu）

吃饭流程

1.大脑发出吃饭指令，把命令转化为身体需要的动作（控制器）

2.如果是吃西餐，则使用勺子；吃中餐使用筷子。（运算器）

存储器（三）

一个二进制位是一个比特（bit），八个比特是1个字节（Bytes），1024Bytes=1KB

主板内存

1.优点：速度快，价格高

2.缺点：容量低，临时存储

外部存储

1.优点：永久保存；容量大；价格便宜

2.缺点：速度慢

CPU+内存+外部存储（计算器的三大核心组件）

电脑打开QQ流程。

​ 1.双击QQ，cpu从内存发出取出指令

​ 2.内存从硬盘取出 运行QQ指令

​ 3.控制器分析 运行QQ的指令并告知运算器工作

​ 4.运算器打开QQ并从硬盘读取QQ代码至内存

​ 5.关闭QQ，cpu发出该指令，并清理内存中的QQ代码

输入设备（四）

键盘、鼠标、触摸屏、图形扫描仪等

输出设备（五）

显示器、打印机、绘图仪等

计算机的五大组成部分补充（熟悉）

主要是介绍计算机启动流程

cpu相关

多核cpu：可以同时做多件事。

X86是cpu的一种型号，64位代表一次可以取64位二进制数。32同理。

存储器相关

ROM存储器

CMOS存储器

总线

将所有计算器硬件连接起来

启动计算机的流程（步骤4-6了解）

1.开机

2.bios读取硬件

3.bios读取cmos存储器的参数，选择启动设备等

4.从启动设备上读取第一个扇区内容

5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块，启动操作系统。

6.操作系统询问BIOS,获得配置信息。对于每种设备，系统会检查其设备驱动是否存在，

如果没有，系统则会要求用户按照驱动程序，一旦有了全部的设备驱动程序，操作系

统则会将它们调入内核，然后初始有关的表格（如进程表）。

硬盘工作原理（了解）

机械硬盘

机械硬盘主要有机械手臂、磁道和扇区组成。

机械硬盘的工作原理：

• 机械手臂：机械硬盘通过机械手臂读取数据，机械手臂的末端是磁头。

• 磁道：磁道是机械硬盘的磁面中的一个一个圈，磁道用于存储数据。

• 扇区：扇区的最小单位通常为512KB（由于磁盘大小不断增大，也有部分厂商设定每个扇

  区的大小是4096字节）。为了减小IO操作，机械硬盘也会将多个相邻的扇区组合一起，

  形成一个块，这个块便就是我们在Windows系统中看到的C、D分区。

• 平均寻道时间：由于数据存放在磁道上，因此机械手臂需要读取数据首先要找到磁道。受

  限于工业水平的限制，目前机械手臂找到磁道的时间为5ms，这个时间被称为评价寻道时

  间。

• 平均延迟时间：机械手臂寻道之后，需要寻找数据。由于数据的位置是不确定的，而目前

  的机械硬盘寻找数据会从硬盘的头部扫描到尾部。以7200r/min的硬盘为例，如果碰巧在

  硬盘头部找到数据，时间约为0ms；如果在硬盘尾部找到数据，时间约为8.3ms，因此我

  们采用一个平均时间4.15ms作为机械手臂在磁道找到数据的时间，这个时间被称为平均延

  迟时间。

固态硬盘

固态的速度更快。