计算机硬件的基础

1.编程语言的作用

      为了使计算机能够理解人的意图，人类就必须将需解决的问题的思路、方法、和手段通过计算机能够理解的形式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令一步一步去工作，完成某种特定的任务。这种人和计算机之间交流的过程就是编程。

2.操作系统与应用的关系

      操作系统是覆盖在硬件上的第一层软件，它管理计算机的硬件和软件资源，并向用户提供良好的界面。操作系统与硬件密切相关，它直接管理着硬件资源，为用户完成所有与硬件相关的操作，从而极大地方便了用户对硬件资源的使用并提高了硬件资源的利用率。

操作系统是一种特殊的系统软件，其他系统软件运行在操作系统的基础之上，可获得操作系统提供的大量服务，也就是说操作系统是其他系统软件与硬件之间的接口。

3.CPU与寄存器，内核态与及用户态如何切换

所有用户程序都是运行在用户态的但是程序有时候确实需要做一些内核态的事。而唯一可以做这些事情的就是操作系统，所以此时程序就需要先操作系统请求以程序的名义来执行这些操作。

存储器

L1缓存：即寄存器，用于CPU相同的材质，与CPU一样快，容量小于1KB。

L2缓存：即高速缓存，主要由硬件控制的缓存的存取。

内存：此乃存储系统的主力通常称为主存（存储RAM），主存断电易失性数据全部消失。

EEPROM：即电可擦除可编程ROM，但与ROM相反，它们可以擦除重写。不过重写的时间比RAM多。

闪存：在便携式电子设备中，闪存通常作为存储媒介，在速度上介于RAM和磁盘之间，但与磁盘不同是，闪存易磨损。

CMOS：它是易失性的，很多计算机利用CMOS存储器来保持当前时间与日期。

4.磁盘：数据存放于一段一段的扇区，即磁道这个这个圆圈的一小段圆圈。

平均寻道时间：机械手臂从一个柱面随机移动到相邻柱面的时间为寻道时间。

平均延时时间：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。

虚拟内存：许多计算机支持虚拟内机制，该机制使计算机可以运行大于物理内存的程序。

磁带：相同的价格比硬盘拥有更多存储量，速度低与磁盘，可移动性强，常用作备份。

设备驱动与控制器：一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。相当于硬件的接口。

总线与南桥北桥

操作系统的启动流程：①加载BIOS②读取MBR③运行BootLoader④加载内核

应用程序的启动流程：①双击图标②读取存储于硬盘中的数据③数据加载到内存里④CPU处理内存中的数据⑤执行命令启动成功