计算机基础

计算机基础
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内存

运行QQ还是编辑Word文档，都是先将硬盘上的数据复制到内存，才能让CPU来处理，这个过程就叫作载入内存（Load into Memory）。完成这个过程需要一个特殊的程序（软件），这个程序就叫做加载器（Loader）。

CPU直接与内存打交道，它会读取内存中的数据进行处理，并将结果保存到内存。如果需要保存到硬盘，才会将内存中的数据复制到硬盘。

例如，打开Word文档，输入一些文字，虽然我们看到的不一样了，但是硬盘中的文档没有改变，新增的文字暂时保存到了内存，Ctrl+S才会保存到硬盘。因为内存断电后会丢失数据，所以如果你编辑完Word文档忘记保存就关机了，那么你将永远无法找回这些内容。

内存的读写速度比硬盘快:
内存 > 固态硬盘 > 机械硬盘。机械硬盘是靠电机带动盘片转动来读写数据的，而内存条通过电路来读写数据，电机的转速肯定没有电的传输速度（几乎是光速）快。虽然固态硬盘也是通过电路来读写数据，但是因为与内存的控制方式不一样，速度也不及内存。

如果我们运行的程序较多，占用的空间就会超过内存（内存条）容量。例如计算机的内存容量为2G，却运行着10个程序，这10个程序共占用3G的空间，也就意味着需要从硬盘复制 3G 的数据到内存，这显然是不可能的。

操作系统（Operating System，简称 OS）

当程序运行需要的空间大于内存容量时，会将内存中暂时不用的数据再写回硬盘；需要这些数据时再从硬盘中读取，并将另外一部分不用的数据写入硬盘。这样，硬盘中就会有一部分空间用来存放内存中暂时不用的数据。这一部分空间就叫做虚拟内存（Virtual Memory）。
总结：CPU直接从内存中读取数据，处理完成后将结果再写入内存。

CPU、内存、硬盘和主板的关系

图1：CPU、内存、硬盘和主板的关系

库（Library)

库就是编程专家写好的代码，我们可以拿来直接使用，这样能够节省开发成本，提高开发效率，并且库代码的执行效率、严谨性、安全性和规范性要明显优于我们自己编写的代码，市场上有很多优秀的库，有的收费，有的免费，我们要善于利用这些库，尽量不要重复造轮子。

库一般分为两种：
编程语言的开发者在开发编程语言的时候，一般都要预先写好常用的代码，或者说常用的功能，例如输入输出、数学计算、文件操作、网络操作、日期时间、错误处理、字符串处理等，这些由官方编写的库称为标准库（Standard Library），它们随编程语言一起发布，可以认识是编程语言的一部分。
有一些组织机构或者个人也会开发一些库，有的是为了盈利，有的是业余爱好，有的是本公司正在使用的代码，开源出来造福人类，这些库称为第三方库（Third-party Library）。

第三方库不是由官方开发，没有质量把控，良莠不齐，但是有相当一部分也非常优秀，已经得到了大家的认可，已经应用在大公司的项目开发中，这些库能够和标准库媲美。

标准库是我们在学习编程语言时就要一起学习的，例如C语言的输入输出、文件操作、日期时间、字符串处理、内存管理等都是标准库提供的功能，它们并不是C语言语法的内容。

如果一门编程语言的标准库强大，初学者经过简单的学习后就很容易开发出实用的项目。例如Java，它的标准库包含了GUI（图形界面）、图形处理、网络通信、网络服务器、HTML解析、HTTP协议、多线程、多进程、正则表达式、压缩文件、加密解密、数据校验、音频视频处理、数据库操作、XML操作等常用功能，初学者学了以后立马就能够开发网站、开发PC软件，感觉很实用，也感觉学到了东西。Python、C#、VB、PHP、JavaScript、Ruby 等都是非常实用的语言，学了就能做出东西来。

后缀名

每种编程语言的源文件都有特定的后缀，以方便被编译器识别，被程序员理解。源文件后缀大都根据编程语言本身的名字来命名，例如：

• C语言源文件的后缀是.c；
• C++语言（C Plus Plus）源文件的后缀是.cpp；
• Java 源文件的后缀是.java；
• Python 源文件的后缀是.py；
• JavaScript 源文件后置是.js。

“程序”

• 有的程序不带界面，完全是“黑屏”的，只能输入一些字符或者命令，称为控制台程序（Console Application），例如 Windows 下的 cmd.exe，Linux 或 Mac OS 下的终端（Terminal）。
• 有的程序带界面，看起来很漂亮，能够使用鼠标点击，称为GUI程序（Graphical User Interface Program），例如 QQ、迅雷、Chrome 等。
• 有的程序不单独出现，而是作为其它程序的一个组成部分，普通用户很难接触到它们，例如静态库、动态库等。