計算機基礎

2021-08-27 11:58:27 字數 2559 閱讀 8268

隨著時代的計畫,計算機與我們每個人的生活都息息相關,每個人的生活當中或多或少的都會接觸計算機,我們使用計算機的前提就是要知道計算機可以用來做什麼,要如何操作,所以,我們都應當了解或者說是學習一些計算機基礎的知識

眾所周知,語言就是用來溝通的,生活當中人與人之間的溝通需要用到漢語或者英語,但到了計算機當中就需要我們使用程式語言,對於程式設計師來說程式語言就是自己和計算機之間溝通的介質,我們會通過一些程式語言讓計算機完成一些我們人類難以完成的任務,從而取代人力,讓我們的生活更加輕鬆

但是,如果只是用程式語言與計算機之間溝通的話會讓我們人類的工作量大大加重,我們不僅需要編寫程式同時還需要掌握具體的硬體操作,所以就有了作業系統的出現,作業系統的出現就是執行與硬體之上,從而來控制硬體,我們開發時,只需要呼叫作業系統為我們提供一些簡單的介面就可以了

計算機的系統分為:計算機硬體,作業系統,應用軟體

1.控制器:計算機的指揮系統。控制器通過位址訪問儲存器,從儲存器中取出命令,經過解碼器分析後,根據指令分析結果產生相應的操作控制訊號作用於其他部件,使得各部件在控制器的控制下有條不紊地協調工作

2.運算器:實現算數運算和邏輯運算的部件。

3.儲存器:是計算機用來存放所有資料和程式的記憶部件。他的基本功能是按指定的位址存入或者取出資訊。計算機的儲存器可以分為兩大類:一是內儲存器,簡稱記憶體;另乙個是外儲存器,簡稱外存。儲存器是由若干個儲存單元組成,每個儲存單元都有乙個位址,計算機通過位址對儲存單元進行讀寫。乙個儲存器所包含的的位元組數稱為儲存容量,單位有b,kb,mb,gb,tb等

,其中乙個二進位制位成為乙個bit。

8bit=1bytes、1024bytes=1b、1024b=1kb、1024kb=1mb、1024mb=1gb、1024gb=1tb

4.輸入裝置:是向計算機中輸入資訊(程式、資料、聲音、文字、圖形、影象等)裝置。常見的輸入裝置有:鍵盤、滑鼠、話筒、圖形掃瞄器、觸控螢幕等。外儲存器也是一種輸入裝置

5.輸出裝置:主要有顯示器、音響、印表機、繪圖儀等。外儲存器也當做一種輸出裝置

控制器+運算器=cpu

cpu在計算器之中的地位就相當於人類身體器官中的大腦,是負責計算機的控制與運算。計算機中軟體的執行都是由計算機執行,強調所有的軟體最終都要轉換成cpu的指令集去執行。

運算器和控制器合稱為**處理器。其中運算器用來主要負責程式運算與邏輯判斷,控制器主要協調各個元件和各單元的工作,所以cpu的工作主要在於管理和運算。cpu從記憶體中取指令==>解碼==>執行,然後再取指==>解碼==>執行下一條指令,周而復始直至整個程式被執行完成。

cpu讀取的資料都是由主儲存器提供,主儲存器內的資料則是從輸入單元傳輸進來,cpu處理完畢的資料也必須先寫回主儲存器中,最後資料才從主儲存器傳輸到輸出單元。

核心態與使用者態

除了在嵌入式系統中的非常簡答的cpu之外,多數cpu都有兩種模式,即核心態與使用者態。

通常,psw中有乙個二進位制位控制這兩種模式。

核心態:當cpu在核心態執行時,cpu可以執行指令集中所有的指令,很明顯,所有的指令中包含了使用硬體的所有功能,(作業系統在核心態下執行,從而可以訪問整個硬體)

使用者態:使用者程式在使用者態下執行,僅僅只能執行cpu整個指令集的乙個子集,該子集中不包含操作硬體功能的部分,因此,一般情況下,在使用者態中有關i/o和記憶體保護(作業系統占用的記憶體是受保護的,不能被別的程式占用),當然,在使用者態下,將psw中的模式設定成核心態也是禁止的。

在計算機當中第二重要的就當屬儲存器了,對於儲存器大家都想著要它:速度快、容量大、**便宜。顯然目前這樣是無法實現的。對於儲存有了如下處理方式:

頂層的儲存器速度較高,容量較小,與底層的儲存器相比每位的成本較高,其差別往往是十億數量級的

計算機中外部儲存器的裝置比較常用的一種就叫做磁碟,是一種資訊載體。其中資料都存放於一段一段的扇區,即磁軌這個圓圈的一小段圓圈,從磁碟讀取一段資料需要經歷尋道時間和延遲時間。

機械手臂從乙個柱面隨機移動到相鄰的柱面的時間成為尋到時間,找到了磁軌就以為著招到了資料所在的那個圈圈,但是還不知道資料具體這個圓圈的具體位置

60/72000.008=8ms

機械臂到達正確的磁軌之後還必須等待旋轉到資料所在的扇區下,這段時間成為延遲時間

1.計算機加電

2.bios開始執行,檢測硬體:cpu、記憶體、硬碟等

3.bios讀取cmos儲存器中的引數,選擇啟動裝置

4.從啟動裝置上讀取第乙個扇區的內容(mbr主引導記錄512位元組,前446為引導資訊,後64為分割槽資訊,最後兩個為標誌位)

5.根據分割槽資訊讀入bootloader啟動裝載模組,啟動作業系統

6.然後作業系統詢問bios,以獲得配置資訊。對於每種裝置,系統會檢查其裝置驅動程式是否存在,如果沒有,系統則會要求使用者按照裝置驅動程式。一旦有了全部的裝置驅動程式,作業系統就將它們調入核心。然後初始有關的**(如程序表),穿件需要的程序,並在每個終端上啟動登入程式或gui

計算機 計算機基礎整理

大學四年浪費的代價。半夜整理東西 cpu 其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。cpu由運算器 控制器和暫存器及實現它們之間聯絡的資料 控制及狀態的匯流排構成。差不多所有的cpu的運作原理可分為四個階段 提取 fetch 解碼 decode 執行 execute 和寫回 writeb...

計算機基礎

1 32位作業系統的記憶體分配 1 32位作業系統 windows linux 支援4g 2 32 記憶體的連續訪問 2 32位作業系統,通常把記憶體分為兩個2g的空間,每個程式執行時,就是每個程序,最大可以使用2g的私有記憶體 0x00000000 0x80000000 即理論支援如下的陣列 ch...

計算機基礎

1 完整的計算機系統 完整的計算機系統應該是由以下幾個部分組成 1.計算機硬體。2.作業系統。3.應用程式。2 計算機硬體介紹 1.控制器 計算機的控制指揮系統,通過產生操作控制訊號作用於計算機其他部件。2.運算器 實現算術運算和邏輯運算的部件。3.儲存器 用來存放各類資料檔案以及程式的部件。4.輸...