计算机基础知识详解

标签：最小   用户态   基础上   字节   需要   min   模块   完成   包括   

计算机的五大组成部分

1，控制器：是计算机的指挥系统，负责控制计算机所有其他组件如何工作

2，运算器：运算包括数学运算与逻辑运算

3，存储器/IO设备：计算机的记忆功能，负责数据的存取

分类：

内存（基于电工作）：存取数据较快，断电数据丢失，只能临时存取数据

外存（硬盘，基于磁工作）：存取速度较慢，断电数据也不丢失，可以永久保存数据

4，输入设备input：如键盘，鼠标

5，输出设备output：如打印机，显示器

ps:控制器+运算器=cpu

计算机三大核心硬件

1，cpu

2，内存

3，硬盘

操作系统的概念

操作系统是一个协调、管理、控制计算机硬件资源与应用软件资源的一个控制程序，它位于计算机硬件与应用软件之间，起承上启下的作用

意义：

1，控制计算机硬件的基本运行

2，把使用硬件的复杂操作封装成简单的功能，给上层的应用程序使用

程序的区分

计算机硬件是死的，计算机硬件的运行都受软件控制，所以说软件相当于计算机的灵魂。

具体来说软件分为两种：

1，应用软件：应用程序相关逻辑

2，系统软件：控制底层硬件

计算机系统三层结构

1，应用程序

2，操作系统

3，计算机硬件

ps：计算机硬件+操作系统=》平台

两种主要的cpu种类

1，精简指令集：每个指令的运行时间都很短，完成的动作也很单纯、指令的执行效能较佳

2，复杂指令集：若要做复杂的事情，就要由多个指令来完成，复杂指令集中，每个小指令可以执行一些较低阶的硬盘操作，指令数目多而且复杂，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，但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。

x86架构

x86是针对cpu的型号或者说架构的一种统称，最早发明出来的cpu代号8086，后来在8086的基础上又开发出了80285、80386。。。。因此这种架构被统称为x86架构

64位

cpu的位数指的是cpu一次性能从内存中取出多少位二进制指令，64bit指的是一次性能从内存中取出64位二进制指令。

内核态与用户态

代表cpu的两种工作状态

1，内核态:运行的程序是操作系统，可以操作计算机硬件

2，用户态：运行的程序是应用程序，不能操作计算机硬件

ps：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，那么就必须有用户态切换到内核态才能实现，所以计算机工作时频繁发生内核态与用户态的转换

多线程与多核芯片

2核4线程：2核代表有两个cpu，4线程指的是每个cpu都有两个线程 =》假4核

4核8线程：4核代表有4个cpu，8线程指的是每个cpu都有两个线程 =》假8核

存储器

1，RAM：内存

2，ROM：只能读内存

存放计算机厂商写死计算机上的一段核心程序 = 》BIOS

3，CMOS：存储速度慢，断电数据会丢失，但是耗电极低

4，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）8bit=1Bytes字节、1024Bytes=1kb、1024kb=1MB、1024MB=1GB、1024GB=1TB、1024TB=1PB

扇区：一个扇区通常为521Bytes，一次性读写数据的最小单位为扇区，操作系统一次读写的单位是一个block块 =》8扇区大小=4096Bytes

5， 固态硬盘：

IO延迟：固态硬盘转速一般7200转/min、120转/s，转一圈需要花费8ms

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的时间是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

所以优化程序运行效率的核心法则：能从内存中存取数据，就不要从硬盘取

IO设备 = 设备的控制+设备本身

操作系统的启动流程

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

应用程序的启动流程

1、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，应用程序的文件路径是(exe文件的绝对 路径)

2、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3、然后控制cpu从内存中读取刚刚读入内存的应用程序的代码执行，应用程序完成启动

计算机基础知识详解

标签：最小   用户态   基础上   字节   需要   min   模块   完成   包括   

原文地址：https://www.cnblogs.com/zylwy/p/14070794.html