计算机基础

1.计算机系统构造

　　　1.应用程序

　　　2.操作系统

　　　3.计算机硬件

2.计算机硬件

 　　 1.五大组成为：控制器，运算器、存储器（内存，外存）、输入设备、输出设备；

 　　 2.cpu：控制器+运算器。

         3.cpu工作方式：获取指令-->分析-->执行。

          　　　　　　　1.软件的执行都是由cpu执行的，cpu集合了很多指令，而软件最

　　　　　　　　　　　　终都是调用这些指令完成执行的过程。

　　　　　　　　　　　　2.一个二进制位是一个bit即一个01。

　　　　　　　　　　　　3.cpu目前有x64和x86，分别是64位和32位，差别是每次执行的数

　　　　　　　　　　　　据量不同，64，32指的是bit单位。

　　　　　　　　　　　　4.cpu可以向下兼容，不可以向上（如64位程序不可以在32位cpu

　　　　　　　　　　　　　运行）。　　　　　　　　　

3.编程语言

　　　 1.定义：和语言的定义一样，是程序员用计算机能够理解的方式和计

　　　　　　　 算机交流，把自己的思维逻辑写下来。

　　 　2.编程的结果是一堆文件。

　　　 3.为什么要用编程语言和计算机交流？

　　　　　让计算机按照人的思维逻辑将人想做的做了，取代人力。

       4.编程语言分类：

　　　　1.机器语言：使用二进制进行编程，直接操作计算机

　　　　　　优点：执行效率高

　　　　　  缺点：开发效率低

　　　　　　　　　学习难度大

　　　  2.汇编语言：用英文字母写得标签替换二进制写得指令

　　　　　　　　　　优点：执行效率高

　　　　　　　　　　缺点：开发效率低

　　　　　　　　　　　　　学习难度大

　　　　3.高级语言：使用人类的语言来编写程序，计算机无法理解，

　　　　　需要经过编译之后才能控制硬件

　　　　　两种类型高级语言：

　　　　　　　　　　　　　编译型：c

　　　　　　　　　　　　　翻译模式：内置gcc翻译，类似于有道翻译

　　　　　　　　　　　　　特点：一次翻译重复执行，不需要重新编译

　　　　　　　　　　　　　代码运行过程：编写的程序-->gcc-->机器语言-->cpu执行

　　　　　　　　　　　　　优点：
　　　　　　　　　　　　　执行效率高
　　　　　　　　　　　　　缺点：

　　　　　　　　　　　　　开发效率低
　　　　　　　　　　　　　调试程序麻烦
　　　　　　　　　　　　　跨平台性差

　　　　　　　　　　　　　解释型：python、java

　　　　　　　　　　　　　翻译模式：类似于同声翻译　

　　　　　　　　　　　　　特点：解释一行执行一行，边翻译边执行

　　　　　　　　　　　　　优点：

　　　　　　　　　　　　　　  开发效率高

　　　　　　　　　　　　　　　调试程序麻烦

　　　　　　　　　　　　　　　跨平台性好

　　　　　　　　　　　　　缺点：
　　　　　　　　　　　　　　　执行效率低 

　　　　注：

　　　　　学习难度：从高到低
　　　　　执行效率：从高到低
　　　　　开发效率：从低到高　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　

4.二进制

　 　　　　单位转换：

　　　　　　　　　　8bit=1byte

　　　　　　　　　　1023byte=1KB

　　　　　　　　　　1024KB=1MB

　　　　　　　　　　1024MB=1GB

　　　　　　　　　　1024GB=1TB

　　　　　　　　　　1024TB=1PB

5.IO存储

　　　外存：磁盘

　　　　　　平均寻道时间5ms

　　　　　　平均延迟时间60s/7200转*8/2=4ms

　　　　　　分区是按照柱面形式分区的，最小的单位是一个扇区即512bit

　　　　　　优点：                            缺点：

　　　　　　　　储存数据量大　　　　　　　　　　　传输速度慢（非常依赖物理方式，速

　　　　　　　　永久储存　　　　　　　　　　　　　度和转速有关，这里说）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　速度慢是指需要经过寻道这个过程）

　　　内存：内存条

　　　　　　临时储存，断电数据就会清空，磁盘数据要先经过内存再交给cpu运行

　　　　　　优点：　　　　　　　　　　　　　　缺点：

　　　　　　　　　传输速度快　　　　　　　　　　　　储存数据量小　　　　　　　　　　   

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　非永久储存

6.操作系统　　

　　　　1.定义：是一个协调、控制、管理计算机应用程序和硬件的控制软件。

　　　　2.操作系统启动流程：加电-->检测硬件-->CMOS寻找启动盘位置-->读取启动

　　　　　　　　　　　　　　程序第一个扇区-->加载bootloaader-->读取操作系统

　　　　　　　　　　　　　　内核（接管bios任务，控制计算机）

　　　　3.操作系统的两个部分：

　　　　　　　　　　　　　　接口程序：将控制硬件的功能的指令封装成一个接口，用

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　来让程序和用户使用（例如开机键）

　　　　　　　　　　　　   内核：内核控制硬件

      　4.操作系统的两个工作状态：

　　　　　　　　　　　　　　　　用户态：cpu处理用户程序和应用程序的状态，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　处于用户太不能控制硬件

　　　　　　　　　　　　　　　　内核态：cpu执行操作系统内核所处的状态，

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　处于内核态能够控制硬件

　　　　5.应用程序启动过程：

　　　　　　　　　　　　　1.向操作系统提交启动程序路径（例如终端中运行程序，

　　　　　　　　　　　　　　像python如果不添加环境变量是不能直接运行的，要

　　　　　　　　　　　　　　先输入python.exe文件位置）

　　　　　　　　　　　　　2.操作系统使硬盘读取应用数据传入内存

　　　　　　　　　　　　　3.操作系统控制cpu来执行内存提交的程序代码