计算机硬件基础

编程语言的作用：程序员与计算机沟通的介质。

操作系统和硬件的关系

应用程序-》操作系统-》硬件cpu-》内存-》磁盘cpu与寄存器.

内核态：运行操作系统内核，可以控制硬件（可以读取CPU所有子集）。

用户态：运行用户程序，只能运行一个指令集的子集（不包含操作硬件的功能的部分）。

内核态和用户态通过PSW（程序状态字寄存器）控制。

存储器：L1缓存（寄存器）、L2缓存（高速缓存）、内存（RAM），EEPROM（电可擦除可编程ROM）和闪存（Flash Memory），COMS（用电小，纽扣电池供电）。

磁盘结构：盘片、磁头。

平均寻道时间：机械臂从一个柱面随机移动到相邻的柱面的时间。

平均延迟时间：机械臂在正确的磁道中等待旋转到数据所在的扇区下等待的时间。

虚拟内存：使计算机运行大于物理内存的程序。

MMU（Memory Management Unit）：CPU中控制虚拟内存的存储器管理单元。

磁带：容量大且同等容量比硬盘便宜，速度慢，可移动性强，常用来做备份。

设备驱动：使计算机和设备进行通信的特殊程序。

控制器：主板上的芯片，负责控制连接的设备。

南桥：ISA桥，连接慢速设备。

北桥：PCI桥，连接高速设备。

系统的启动流程：1.计算机加电。2.BISO检测硬件。3.BIOS读取CMOS中的数据，选择启动设备。4.从启动设备读取第一个扇区的内容（MBR）。5.根据MBR读取入Bootloader启动装载模块，启动系统。6.系统从BIOS获得配置信息，检查驱动，调入内核（Kemel），初始相关表格，穿件需要的进程，并在每个终端上启动登录程序或GUI。

应用程序启动流程：打开快捷方式，根据地址找到应用程序在硬盘的位置并打开，由用户态转为内核态；将程序从硬盘写入到内存并执行，此时应用程序启动，由内核态转为用户态。