day001 Python 计算机基础（2019年5月16日）

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp作为一名程序员或者即将踏入IT行业的准程序员，学习任何一门编程语言，都需要有基本的计算机基础。程序员所有的编程都需要通过计算机来实现，在能够编写代码之前，了解一些计算机基础对日后的学习大有裨益。

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp今天计算机基础主要涉及编程和计算机组成原理。

计算机基础之编程

编程

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp看标题“编程”就感觉高大上，因为不是随便抓出一个人就能够随随便便的就可以进行编程。想要进行编程，你需要掌握一门编程语言。

编程语言

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp什么是编程语言呢？编程语言，实际和我们生活中人与人之间进行沟通交流的语言差不多。说白了，就是可以将我想要做的事情通过编程语言的形式转化成计算机能够读懂的信息。是人与计算机进行沟通的介质。

编程及编程的目的

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp掌握了一门编程语言之后，我们基本就可以进行编程。那么什么是编程？为什么要进行编程呢？

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp编程指的是 人使用编程语言编写出一大堆文件，达到我们的目的。在我们学会了编程之后，我们可以利用编程语言设计出很多程序，从而大大解放人类劳动力的投入，方便人们的生活。

计算机组成原理

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp了解编程相关内容后，下面我们简单的再了解下计算机组成原理。

计算机5大组成部分

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp计算机分为5大组成部分，分别为CPU、内存、外存、输入设备和输出设备。

CPU

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspCPU包含控制器和运算器，就像是人类的大脑，作用包含：控制硬件、判断和计算。

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp举个简单的栗子：①写一本小说的时候，大脑会接受写字的指令，之后把指令翻译成身体进行的动作。（类似控制器）②如果写的是英文小说，则使用英文书写；如果是中文小说，则使用中卫书写。

内存

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp计算机临时存储数据的硬件设备。由于内存读取速度较快，CPU下达的指令会直接传输给内存，即CPU会直接与内存进行交互。

内存的优缺点：
1. 缺点：临时存储，断点即消失。价格昂贵。
2. 优点：速度 快

外存

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp计算机永久保存数据的硬件设备。读取速度相较于内存有很大差距。CPU不与外存直接交互。当需要外存设备上的某个软件时，CPU下达的指令需要传输给内存后，内存再从外存中读取软件信息。

外存的优缺点：
1. 缺点：速度慢
2. 优点：永久保存，价格便宜

输入设备

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp主要用于输入内容的设备。一般为鼠标、键盘等外部设备。

输出设备

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp主要用于输出内容的设备。常见的为显示屏。 特殊设备：外存设备（既是输入设备，也是输出设备）

计算机5大组成部分补充

CPU相关

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp多核CPU，计算机可以同时处理很多事情。

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspx86-64位： x86是CPU的一种型号，64表示CPU每次能取64位二进制数。

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspx86-32位：32表示CPU每次能取32位二进制数

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspCPU具有向下兼容的特性，即64位的电脑可以下载32位的软件，而32位的软件下载64位的软件会丢失数据。

总线

---

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp连接计算机的硬件设备。

机械硬盘的工作原理（了解）

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp机械硬盘主要由机械手臂、磁道和扇区组成。

原理

---

1. 机械手臂：机械硬盘通过机械手臂来读取数据。末端为磁头。
2. 磁道：用于存储数据。
3. 扇区：扇区的最小单位为512kb。为了减少IO操作，机械硬盘也会将多个相邻的扇区组合在一起，形成一个块，如c盘，d盘。
4. 平均寻道时间：由于数据存放在磁道上，因此机械手臂需要读取数据首先得找到磁道，耗费的时间即为寻道时间。由于工业限制，目前的平均寻道时间为5ms。
5. 平均延时时间：机械手臂寻道之后，需要寻找数据。由于数据的位置是不确定的，而目前的机械硬盘寻找数据会从硬盘的头部扫描到尾部。以7200r/min的硬盘为例，如果碰巧在硬盘头部找到数据，时间约为0ms；如果在硬盘尾部找到数据，时间约为8.3ms，因此我们采用一个平均时间4.15ms作为机械手臂在磁道找到数据的时间，这个时间被称为平均延迟时间。

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp从上述描述可以得出：寻找数据的时间=平均寻道时间+平均延迟时间