python学习day01

什么是编程

什么是编程语言

人与计算机交流的介质

什么是编程

寻找算法对应的最基础的代数结构
并行的加法计算能力依赖于加法具有结合性
并行的减法运算是和半群结构类型有关联的
算法是定义于代数结构基础之上的

编程，或者更严格的叫程序设计，其本质就是用高度逻辑化的方法去描述一个模型，并以这个模型为基础来解决具体的问题。
在编程中所面临的一切问题，将其抽象升华之后最终都可以总结成两部分，
即这个模型包含了多少个元结构，以及是以何种方式来组织这些元结构。
所谓的元结构，也可以理解为某种最基本的不可分拆的表达式，或者说基本的运算法则，或者用更专业的词来说叫指令。而元结构的组织方式则描述了如何这些元结构如何互相连接组合，并最终一砖一瓦的组成了软件这种摩天大楼。

计算机组成原理

计算机的层次结构

计算机系统从底层到顶层可以分为多个层次。
最底层是硬件层，包括 CPU、内存、I/O 设备等物理组件，它们直接执行计算机的基本操作。
上一层是微程序层，微程序控制着硬件层的操作，将机器指令转换为一系列微操作。
再往上是指令系统层，定义了计算机能够执行的基本指令集合，程序员可以通过编写机器语言程序来直接利用这些指令。
操作系统层位于指令系统层之上，它管理计算机的硬件资源，为用户和应用程序提供一个统一的接口。
最上层是应用软件层，用户利用运行各种应用程序来达成具体的任务。

计算机的工作过程

计算机的工作过程可能概括为 “存储程序和程序控制”。
简单来说，就是将解决问题的步骤（软件）和原始数据预先存储在计算机的存储器中，然后计算机按照软件规定的顺序，自动、连续地从存储器中取出指令并执行，直到完成所有任务。

硬件组成

由cpu，内存，外存，输入，输出组成

CPU中央处理器

计算机的 “大脑”
1.控制
2.运算+判断

由运算器、控制器和存储器三部分组成。

运算器：逻辑运算+算数运算
直接完成运算操作，负责执行各种算术和逻辑运算，如加法、减法、乘法、除法、与、或、非等。它由算术逻辑单元（ALU）和一系列寄存器组成
控制器：控制计算机
计算机的指挥中心，负责从存储器中取出指令，对指令进行译码，并根据指令的要求向计算机的各个部件发出控制信号，协调它们的工作。
控制器主要由指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、应用计数器（PC）、时序产生器和操作控制器等组成。
存储器：
用于暂时存放参与运算的数据和运算结果，以及一些控制信息。寄存器的访问速度非常快，能够大大提高 CPU 的处理效率。

内存

短期储存，快

外存

长期储存，慢

输入设备

键盘，鼠标

输出设备

显示器，打印机

硬件组成 拓展

u盘

既是输入设备，又是输出设备（IO设备）

多核cpu

同时完成多件事

x64 64位

计算机通过0和1区分高电压和低电压
x64指的是计算机一次性读取64个0或1
0和1被称作二进制数
8个二进制数被称作一个字节（Bytes）
1024Bytes=1KB

存储器相关

ROM存储器（开机时启动）：一般用于存放BIOS
CMOS存储器：用来保存当前时间和日期的更新、存储启动磁盘的路径

总线

连接计算机的硬件（北桥+南桥）

硬盘

机械硬盘工作原理

机械手臂：读取数据
磁道：存取数据
扇区：划分磁道（一般划分的单位为512kb）

固态硬盘

基于算法和电存储数据