day1 计算机组成、操作系统

一：编程与编程的目的

　　1.什么是语言？什么是编程语言？

　　　　语言是一个事物与另一个事物沟通的介质。

　　　　编程语言是程序员与计算机沟通的介质。

　　2.什么是编程？为什么要编程？

　　　　编程是程序员将自己想要让计算机做的事按照某种编程语言的语法规范表达出来，表达的结果就是程序，程序是一系列文件。

　　　　编程是为了让计算机按照人的思维去工作，从而解放人力。

二：计算机组成

　　1.控制器

　　　　控制器是CPU的指挥系统，负责控制计算机其他硬件的工作

　　2.运算器

　　　　负责计算机的数学运算和逻辑运算，同控制器并称为CPU，相当于人的大脑。

　　3.存储器

　　　　存储器分为内存和外存：

　　　　　　内存：基于电工作，相当于人的记忆

　　　　　　　　　优点：存取速度快

　　　　　　　　　缺点：断电数据会丢失，只能用来临时保存数据

　　　　　　外存：比如硬盘

　　　　　　　　　优点：数据永久保存，断电也不会消失

　　　　　　　　　缺点：存取速度慢

　　4.输入设备input

　　　　如鼠标、键盘

　　5.输出设备output

　　　　如显示器、打印机

　　6.补充

　　　　1. 计算机组成三大核心硬件为：CPU、内存、硬盘

　　　　2. 一个完整的计算机系统有三层：应用软件、操作系统、计算机硬件

　　　　3. 世界上第一个CPU是intel生产的8086，后来将这种架构的CPU统称为x86。

　　　　    世界上常用的两种CPU种类为精简指令集（RISC）和复杂指令集（DISC），x86属于复杂指令集。

　　　    　CPU分为32位和64位，x64是x86-64的简称。CPU具有向下兼容性，即64位系统可以运行32位的软件。

　　　　4. 硬盘分为机械硬盘和固态硬盘：

　　　　　　机械硬盘：基于磁工作，由磁道、柱面、扇区组成，扇区典型值为512字节，存取靠扫描磁头的动作和旋转磁盘的配合。

　　　　　　固态硬盘：基于电工作，存取速度比机械硬盘快。

　　　　5. 程序最先都存放于硬盘中，站在硬件角度，程序运行时：程序相关数据从硬盘读入内存，CPU从内存中取出指令\数据然后运行。

　　　　　所以程序运行时数据最先都是产生在内存

三：操作系统

　　1.什么是操作系统

　　　　操作系统本质上也是软件，用于协调、控制、管理计算机硬件和应用软件资源

　　　　应用程序是通过操作系统间接的控制硬件

　　2.操作系统开机时启动过程　　

　　　　1.计算机加电

　　　　2.BIOS开始运行，检测硬件：cpu、内存、硬盘等

　　　　3.BIOS读取CMOS存储器中的参数，选择启动设备

　　　　4.从启动设备上读取第一个扇区的内容（MBR主引导记录512字节，前446为引导信息，后64为分区信息，最后两个为标志位）

　　　　5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块，启动操作系统

　　　　6.然后操作系统询问BIOS，以获得配置信息。对于每种设备，系统会检查其设备驱动程序是否存在，如果没有，系统则会要求用户

　　　　   按照设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序，操作系统就将它们调入内核。然后初始有关的表格（如进程表），穿件需要的

　　　　   进程，并在每个终端上启动登录程序或GUI

四：存储器

　　8bit = 1Byte

　　1024Byte = 1KB

　　1024KB = 1MB

　　1024MB  = 1GB

　　1024GB = 1TB

　　1024TB = 1PB

　　平均寻道时间（找磁道的时间）+平均延迟时间（转半圈的时间）= 一次 IO时间

　　5MS（取决于物理工艺，目前无法优化）+4MS （以7200转磁盘为例）= 9MS