计算机基础

计算机完整的体系结构

　　应用程序

　　操作系统

　　计算机硬件

 

计算机硬件(三大核心部件)：

　　CPU：大脑　　#CPU只能读取内存

　　内存：短期记忆

　　硬盘：永久保存（本子）　　

       CPU工作流程：

　　　　通过暴风影音打开一个视频：

　　　　　　1.硬盘运转将数据读到内存

  　　　　　  2.CPU去内存里面拿数据

　　　　　　3.将打开视频的命令翻译成自己能对应上的操作步骤

　　　　　　4.硬件执行

注:CPU一直在运行，使用率指CPU多少在执行任务。剩下的其实也在工作，只是在执行特殊命令空转

 

计算机的五大组成部分：

　　1.运算器：计算机的运算系统　　负责数学运算与逻辑运算

　　2.控制器：计算机的控制系统　　是计算机的指挥系统，用来控制计算机所有其他硬件的运行

　　　　—逻辑运算

　　　　　　判断事务的对错

　　　　—数字运算

　　　　　　1+1

　　运算器+控制器=中央处理器(CPU)

　　3.存储器(又名I/O设备)：

　　　　—内存　　　　存取的都是电信号，断电数据丢失

　　　　　　基于电工作的

　　　　　　优点：读取速度快

　　　　　　缺电：断电数据丢失

　　　　—外存　　　　磁盘存取的都是磁信号，断电数据不会丢失

　　　　　　优点：可以永久存储数据

　　　　　　缺点：读取速度慢

　　4.输入设备

　　　　键盘、鼠标、触摸屏、摄像头、麦克风

　　5.输出设备

　　　　显示器、音响、打印机

 

详细介绍参考：https://www.cnblogs.com/linhaifeng/p/6523843.html

三大核心硬件：
　　cpu
　　内存
　　硬盘

 

存储器：

　　寄存器：将CPU即将要用到的数据存储于寄存器 （容量小） <4kb  #CPU自带

　　Cache（高速缓存）：将经常要用的数据中容量比较小的数据存储在高速 缓存

　　内存：临时存储数据的地方

　　　　linux下：

　　　　　　cache读缓存 当linux系统认为平时内存未满，偷偷拿一部分内存读常用数据作为缓存
　　　　　　buffer写缓冲 偷偷拿一部分内存，往硬盘写数据并不会立马写入，会攒一大波放入缓存，一次性写入硬盘中(可以强行刷新写入硬盘)

　　硬盘：

　　　　机械硬盘：硬盘的机械手臂在磁道上旋转读取数据，取对应扇区，查数据

　　　　　　(IO时间为平均寻道时间[寻找数据所在那个圈圈磁道]+平均延迟时间[旋转到数据所在的扇区])  例如7200转的机械硬盘，可求平均延迟时间(转半圈时间)

　　　　固态硬盘：基于电容存储，数学算法

 

操作系统：

　　操作系统就是将计算机硬件的一系列丑陋的接口封装起来，转化为优雅，便捷的接口，给到应用程序

　　　 操作系统就是组织、协调、控制你的计算机硬件 与 应用软件资源的一种控制程序

　　     BIOS (Baise input output system) #计算机自带的一个小系统

 

以下国产系统与之关联系统

通信 UOS V20 ------------- centos -------------- rocky --------------- rhel

麒麟 openKylin ------------- ubuntu

 

POSIX

• portable Operating System Interface可移植的操作系统接口
• IEEE在操作系统上定义的一系列API标准
• POSIX兼容的程序可在其他POSIX操作系统编译执行

源码 ----> 编译 ----> 得到可执行程序 exe
                    在 windows 可执行
                    在 linux 中无法执行

一份源码
    两个平台编译

    如果不能跨平台编译
        就意味着，一个程序，要写两份代码

    源码层面可以跨平台
        实际上，并不是百分百，在不同的凭条，还是要分别做适配，但是大多数函数，库，都是可以跨平台的

在很久之前，编译后的二进制，不能跨平台，源码也不能跨平台，那时候，只能写两份程序
后来，为了结束这种情况，就出了一个概念叫 posix，就是把常用的函数，接口，在不同的操作系统和平台上统一了

 

CPU

x86-64 CPU
x86架构　　有更多复杂指令集的内核
    x86是针对cpu的型号或者说架构的一种统称，详细地讲，最早的那颗Intel发明出来的CPU代号称为8086，后来在8086的基础上又开发出了80285、80386....，因此这种架构的CPU就被统称为x86架构了。
        
    由于AMD、Intel、VIA所开发出来的x86架构CPU被大量使用于个人计算机上面，因此，个人计算机常被称为x86架构的计算机！
    程序员开发出的软件最终都要翻译成cpu的指令集才能运行，因此软件的版本必须与cpu的架构契合，举个例子，我们在MySQL官网下载软件MySQL时名字为：
      Windows(x86,32-bit),ZIP Archive
      (mysql-5.7.20-win32.zip)   
    我们发现名字中有x86，这其实就是告诉我们：该软件应该运行在x86架构的计算机上。

 

CPU分为32位和64位：

　　cpu的位数指的是cpu一次性能从内存中取出多少位二进制指令，64bit指的是一次性能从内存中取出64位二进制指令。
    在2003年以前由Intel所开发的x86架构CPU由8位升级到16、32位，后来AMD依此架构修改新一代的CPU为64位，到现在，个人计算机CPU通常都是x86_64的架构。
    cpu具有向下兼容性，指的是64位的cpu既可以运行64位的软件，也可以运行32位的软件，而32位的cpu只能运行32位的软件。这其实很好理解，如果把cpu的位数当成是车道的宽，而内存中软件的指令当做是待通行的车辆，宽64的车道每次肯定既可以通行64辆车，也可以通信32辆车，而宽32的车道每次却只能通行32辆车

　　　　计算机是基于电运行的。
　　　　通过高低电平：1,0      　　例：1010101010101010
　　　　 x86:32位
　　　　cpu一次性可以处理32位个二进制字符
　　　　可以兼容32位应用程序
　　　　x64：64位
　　　　cpu一次性可以处理64位个二进制字符
　　　　可以兼容32位应用程序和64位的应用程序

　　注:64为系统是amd设计的，windows跟进兼容，所有又名amd64

 

什么是文件？

　　操作系统用于存储数据的接口，本质上就是控制硬盘IO操作

 

计算机完整体系结构
　　应用程序
　　系统接口层　　　　在指令集基础上，系统进行封装接口
　　内核　　　　　　   出厂就有的内核指令集
　　计算机硬件