计算机硬件基础

一 为何要学习计算机基础

python是什么？

python是一门编程语言

 

什么是编程语言?

语言是一种事物与另一种事物沟通的介质

编程语言:程序员与计算机沟通的介质

 

什么是编程?

编程是指：程序员基于某种编程语言的语法格式将自己想让计算机做的事写到文件中

 

为什么要编程?

让计算机代替人去工作

 

程序员要想让计算机工作，必须知道计算机能干什么，怎么干的，这也就是我们学习计算机基础的原因。

一整套完整的计算机系统分为：计算机硬件，操作系统，应用软件，如图。因而我们的python编程分为计算机硬件基础，操作系统基础，Python编程三部分。

计算机硬件介绍

计算机硬件五大部分

1.控制器:计算机指挥系统.

2.运算器:算术计算,逻辑计算

3.存储器:存放计算机所有数据

4.输入设备:

输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将他们转换成计算机内存所能识别和接受的信息方式。

5.输出设备:

输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。

处理器

控制器+运算器=CPU

计算机的大脑就是CPU，它从内存中取指令->解码->执行，然后再取指->解码->执行下一条指令，周而复始，直至整个程序被执行完成。

CPU的重点在于进行运算和判断，那么要被运算与判断的数据是从哪里来的？CPU读取的数据都是从主存储器（内存）来的！主存储器内的数据则是从输入单元所传输进来！而CPU处理完毕的数据也必须先写回主存储器中，最后数据才从主存储器传输到输出单元。

 

 

CPU:x86_64

x86是CPU的架构

64位

CPU一次处理数据的能力64位

 

存储器

存储器系统采用如上图的分层结构，顶层的存储器速度较高，容量较小，与底层的存储器相比每位的成本较高，其差别往往是十亿数量级的

 

寄存器

高速缓存

内存

磁盘磁带

 

 总线

随着处理器和存储器速度越来越快，单总线很难处理总线的交通流量了，于是出现了下图的多总线模式，他们处理I/O设备及cpu到存储器的速度都更快。

北桥即PCI桥：连接高速设备

南桥即ISA桥：连接慢速设备

 

 

启动计算机

在计算机的主板上有一个基本的输入输出程序（Basic  Input Output system)

BIOS就相当于一个小的操作系统，它有底层的I/O软件，包括读键盘，写屏幕，进行磁盘I/O,该程序存放于一非易失性闪存RAM中。

启动流程

1计算机加电

2BIOS开始运行,检测硬件:cpu,内存,硬盘等

3BIOS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

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,已获得配置信息.对每种设备,系统会检测驱动设备是否存在如果没有,系统则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,操作系统就将他调入内核.

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.