Day 1 計算機基礎

2022-05-17 07:47:23 字數 2673 閱讀 1076

程式語言的作用:人類使機器明白並動作的指令。類似:人文社會的英語。  

關係:計算機硬體 —— 作業系統(os) —— 軟體(程式語言成品,學習成果)。

自語:硬體層上有作業系統進行控制,而os上有軟體,人類通過軟體達到使硬體層動作反應的。

計算機硬體: 指的是計算機可視部分的硬體基礎。

作業系統: 是計算機基礎程式,通過作業系統對硬體實現控制,減少使用者基礎層的糾結。

軟體: 學習程式語言的目的成果,執行軟體程式,讓使用者更友好直接的通過作業系統控制硬體,完成目標行為。

python程式設計之路:計算機硬體基礎→作業系統基礎→python程式設計

可程式設計化是通用計算機的重要定義。

1、**處理器(central processing unit,cpu)

2、記憶體(memory)

3、輸入輸出裝置(input\output,io)

4、系統匯流排(bus)

5、其它通訊裝置

自語:cpu、記憶體、磁碟關係:cpu負責運算,磁碟是資料的終端儲存裝置,記憶體是介於cpu和磁碟之間,高速的臨時儲存裝置。

(central processing unit,cpu) 是一塊超大規模的積體電路,是一台計算機的運算核心(core)和控制核心(control unit)。

執行過程:取指令→解碼→執行

暫存器:是cpu內部的組成部分。可有限存貯容量的高速存貯部件,用來暫存指令資料位址

分類:1)、通用暫存器:儲存變數和臨時結果

3)、堆疊指數:指向記憶體中當前棧的頂端。

堆疊:一種資料項按序排列的資料結構,只能在一端對資料項進行插入和刪除。 要點:堆,佇列優先,先進先出。棧,先進後出。

4)、程式狀態暫存器(program status word,psw):條碼位。cpu優先順序。模式(使用者態或核心態),以及各種其他控制位。

cpu的兩種模式:核心態和使用者態。 psw 中有乙個二進位制位控制這兩種模式。

核心態:cpu執行狀態,可以執行指令集中所有的指令,包含了使用硬體的所有功能。

使用者態:使用者軟體執行狀態。只能執行cpu整個指令集中的乙個子集。

核心態和使用者態的切換:使用者態下工作的軟體不能操作硬體。使用系統呼叫(system call),切換為核心態,啟用作業系統,獲得服務。

快取記憶體 l1 總是在cpu中。l2  intel多核晶元在外,amd 在cpu內

記憶體:ram 易失性儲存,斷電後資料全部消失。

rom 非易失性隨機訪問儲存。               

eeprom(electrically erasable prom)電可擦除可程式設計rom

快閃儲存器(flash memory)非易失性

cmos:易失性的,保持當前時間和日期,電池驅動。同時可以儲存配置的引數,比如哪乙個是啟動盤,同時耗電極少。

8bit(位元位)=1bytes

1024*bytes=1kb

1024kb=1mb

1024mb=1gb

1024gb=1tb

磁頭 :機械臂讀寫端

磁軌 :每個磁頭可以讀取的一段新區域

柱面 :每個手臂位置所有的磁軌合起來 

扇區 :磁碟級別的最小讀寫單位:512bytes預設位元組 作業系統級別的最小讀寫單位:1block=8個扇區

資料都存放於一段段的扇區,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。

虛擬記憶體 :linux中叫swap

包含 裝置控制器和裝置本身。 

控制器:通常情況下對裝置的控制是非常複雜和具體的,控制器的任務就是為作業系統遮蔽這些複雜而具體的工作,提供給作業系統乙個簡單而清晰的介面

驅動程式:有相對簡單的介面且標準的,這樣大家都可以為其編寫驅動程式了。要想呼叫裝置,必須根據該介面編寫複雜而具體的程式,於是有了控制器提供裝置驅動介面給作業系統。必須把裝置驅動程                          序安裝到作業系統中。

北橋即pci橋:連線高速裝置

南橋即isa橋:連線慢速裝置

bios(basic input output system)基本輸入輸出程式。

作業系統啟動流程:

1)、計算機加電

2)、bios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

5)、根據分割槽資訊讀入bootloader啟動裝置模組,啟動作業系統

6)、os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內                     核。然後初始有關的**(如程序表),執行需要的程序,並在每個終端上啟動登入程式或gui。

應用程式啟動流程:

雙擊軟體,由cpu運算,記憶體從硬碟中調出指令,開始執行軟體。

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