python-day1笔记

# 1.编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系：
#编程语言就是人与电脑之间沟通的介质。

# 2.应用程序-》操作系统-》硬件：
#应用程序通过操作系统来控制计算机硬件。

#3. cpu-》内存-》磁盘：
#硬盘把代码加载到内存中，CPU从内存中取指令->解码->执行

#4.cpu与寄存器，内核态与用户态及如何切换
#寄存器：在cpu芯片中加入的更大缓存，用和cpu相同的材质制成，cpu访问它速度非常快。

# CPU存在两种工作状态：一种是内核态，操作系统在运行--可以操作硬件；
# 另一种是用户态，是应用软件在运行--不可以操作硬件。
# 应用软件要控制硬件，就要从用户态切换成内核态

# 5.存储器系列，L1缓存，L2缓存，内存（RAM），EEPROM和闪存，CMOS与BIOS电池
#1）寄存器
# 即L1缓存（存在cpu芯片中，材质与cpu材质相同），访问时间1ns，缺点是存储量小。
# 2）高速缓存
# 即L2缓存：intel多核芯片采用共享L2缓存的方式（需要复杂的控制器），
# AMD多核芯片采用均分L2缓存的方式（保持缓存的一致性存在极大困难）。
# 高速缓存访问时间2ns，容量为4MB。
# 3）内存/主存（RAM）
# RAM：它是存储器系统的主力，它是易失性存储，断电后数据全部消失。访问时间10ns，并存储量有所提升。
# EEPROM和闪存：也是非易失性的，但是他们可以擦除和重写。不过重写时花费的时间比写入RAM要多。
# 在便携式电子设备中中，闪存通常作为存储媒介。
# CMOS：它是易失性的，许多计算机利用CMOS存储器来保持当前时间和日期。
# CMOS存储器和递增时间的电路由一小块电池驱动，
# 所以，即使计算机没有加电，时间也仍然可以正确地更新，
# 除此之外CMOS还可以保存BIOS系统配置的参数，比如，哪一个是启动磁盘等，
# 之所以采用CMOS是因为它耗电非常少，一块工厂原装电池往往能使用若干年，
# 但是当电池失效时，相关的配置和时间等都将丢失。

# 6.磁盘结构，平均寻道时间，平均延迟时间：
# 磁盘分为：磁头（读/写头）、磁道、扇区（最小512字节）和柱面（磁盘的分区，它是不存在的、虚拟的）
# 1）平均寻道时间：机械手臂从一个柱面随机移动到相邻的柱面的时间成为寻到时间，找到了磁道就以为找到了数据所在的那个圆圈，
# 但是还不知道数据具体这个圆圈的具体位置。
# 2）平均延迟时间：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，这段时间成为延迟时间。
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# 7.虚拟内存与MMU
# 虚拟内存机制使计算机可以运行大于物理内存的程序，方法是将正在使用的程序放入内存取执行，
# 而暂时不需要执行的程序放到磁盘的某块地方，这块地方成为虚拟内存，在linux中成为swap。
# 这种机制的核心在于快速地映射内存地址，由cpu中的一个部件负责，成为存储器管理单元(Memory Management Unit MMU)

# 8.磁带：在相同价格的情况下，磁带比硬盘拥有更高的存储容量，虽然速度低于硬盘，但是因为容量大，可移动性强，常用来做备份。
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# 9.设备驱动与控制器
#1）设备驱动：是操作系统和输入输出设备间的粘合剂。驱动负责将操作系统的请求传输，转化为特定设备控制器能够理解的命令。
#2）控制器：是插在主板上的一块芯片或一组芯片（硬盘，网卡，声卡等都需要插到一个口上，这个口连的便是控制器），
# 控制器负责控制连接的设备，它从操作系统接收命令，然后就对硬盘设备发起读请求来读出内容。
# 控制器的功能：通常情况下对设备的控制是非常复杂和具体的，控制器的任务就是为操作系统屏蔽这些复杂而具体的工作，提供给操作系统一个简单而清晰的接口
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# 10.总线与南桥和北桥
# 随着处理器和存储器速度越来越快，单总线很难处理总线的交通流量，于是出现多总线模式，他们处理I/O设备及cpu到存储器的速度都更快。
# 北桥即PCI桥：连接高速设备，如：CPU、高速缓存、内存
# 南桥即ISA桥：连接慢速设备，如：声卡、USB、图形配适器
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# 11.CPU、内存、硬盘、I/O及总线的关系：
# CPU是人的大脑，负责运算
# 内存是人的记忆，负责临时存储
# 硬盘是人的记事本，负责永久存储
# 输入设备是耳朵或眼睛，负责接收外部的信息传给大脑
# 输出设备是你的表情，负责经过处理后输出的结果
# 以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经

# 12.操作系统的启动流程：
# 通电→BIOS→CMOS→MBR→Grub→Kernel→操作系统启动
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#13.应用程序的启动流程
#操作系统→硬盘→内存→CPU→用户态→内核态→用户态