1.计算机初识

1.计算机的五大组成部分：

• 控制器
• 运算器
• 存储器
• 输入设备input
• 输出设备output

2.计算机系统的三层结构

应用程序、用户----》操作系统------》计算机硬件

平台：操作系统+硬件

3.cpu分类

cpu内部含有微指令集，所有软件都要经过CPU内部的位指令集来完成，指令集的设计主要分为两种

• 精简指令集（RISC）
  • 微指令集较为精简，每个指令的运行时间都很短，完成额动作单纯，执行效能佳，但若要做复杂的事情，就要多个指令来完成
• 复杂指令集（CISC）
  • 每个小指令可以执行一些较地接的硬件操作，指令数目多且复杂，每条指令的长度并不相同。因此指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长，但每条指令可以处理的工作较为丰富

4.x86架构64位

• x86架构

  x86是针对cpu的型号或者说架构的一种统称，由于AMD、Intel、VIA所开发出来的x86架构cpu被大量适用于个人计算机上面，因此个人计算机常被称为x86架构的计算机

• 64位

  CPU的位数指的是CPU一次性能从内存中取出多少位的二进制指令，64bit指的是一次性能从内存中取出64位二进制指令。CPU具有向下兼容性，指的是64位的CPU既可以运行64位的软件，也可以运行32位的软件

5.x86架构64位

• x86架构

  x86是针对cpu的型号或者说架构的一种统称，由于AMD、Intel、VIA所开发出来的x86架构cpu被大量适用于个人计算机上面，因此个人计算机常被称为x86架构的计算机

• 64位

  CPU的位数指的是CPU一次性能从内存中取出多少位的二进制指令，64bit指的是一次性能从内存中取出64位二进制指令。CPU具有向下兼容性，指的是64位的CPU既可以运行64位的软件，也可以运行32位的软件

6.内核态与用户态

代表CPU的两种工作状态

• 内核态：运行的程序是操作系统，可以操作计算机硬件

• 用户态：运行的程序是应用程序，不能操作计算机硬件

内核态与用户态的转换：

应用程序的运行必然涉及到计算机硬件的操作，那就必须由用户态切换到内核态下才能实现，所以计算机工作时在频繁地发生内核态与用户态的转换

7.核数与线程

2核4线程：

• 2核心代表有2个CPU，4线程指的是每个CPU都有2个线程=》假4核

4核8线程：

• 4核心代表有4个CPU，8线程指的是每个CPU都有2个线程=》假8核

8. 存储器

RAM：内存

ROM：“只读内存”，存放计算机厂商写死计算机上的一段核心程序=》操作系统

CMOS：，存取速度慢，断电数据丢失，耗电量极低

硬盘：

• 机械硬盘：磁盘

  • 磁道：一圈数据，对应着一串二进制（1bit代表一个二进制位）

    8bit 比特位=1Bytes字节

    1024Bytes=1KB

    1024KB=1MB

    1024MB=1GB

    1024GB=1TB

    1024TB=1PB

  • 扇区：

    一个扇区通常为512Bytes

    站在硬盘角度，一次性读写数据的最小单位为扇区

    操作系统一次性读写的单位是一个block块=》8扇区的大小=4096Bytes

  • 柱面

• 固态硬盘

IO延迟：例如7200转/min，120转/s，一圈8ms，半圈4ms

• 平均寻道时间：机械手臂转到数据所在磁道需要花费的时间，受限于物理工艺水平，目前机械硬盘可以达到5ms

• 平均延迟时间：转半圈需要花费4ms，受限于硬盘的转速

IO延迟=平均寻道时间+平均延迟时间

优化程序运行效率的一个核心法则：能从内存取数据，就不要从硬盘取

IO设备=设备的控制+设备本身

9.操作系统启动流程

• 计算机加电
• BIOS开始运行，检测硬件：cpu、内存、硬盘等
• BIOS读取CMOS存储器中的参数，选择启动设备
• 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位为分区信息，最后两个为标志位）
• 根据分区信息读入bootloader启动装载模块，启动操作系统
• 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，系统会要求用户安装设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序，操作系统就会将他们调如内核。然后初始有关的表格（如进程表），创建需要的进程，并在每个终端上启动登录程序或GUI

10.应用程序的启动流程

• 双击exe快捷方式--》exe文件的绝对路径，就是在告诉操作系统说：我有一个应用程序要执行
• 操作系统会根据文件路径找到exe程序在硬盘的位置，控制其代码从硬盘加载到内存
• 然后控制CPU从内存中读取刚刚读入内存的应用程序代码执行，应用程序完成启动

1.计算机初识

原文：https://www.cnblogs.com/Psc-mmf/p/13903981.html