python学习笔记DAY01（CPU）

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本篇博客为个人学习大纲笔记。如果你不小心看到了，那可能是对计算机基础知识感兴趣，给大家推荐一篇博客：https://www.cnblogs.com/Yunya-Cnblogs/p/13623805.html

一、五大组成单元

CPU的五大单元（三大核心组件）：运算器、控制器、存储器、I/O设备。

二、工作流程

五大单元的工作流程：输入单元--->内存--->CPU--->内存--->输出

（CPU会从内存中获取指令--->解码--->执行）周而复始，直到用户停止输入

输入单元输入指令到内存中，内存把指令传递给CPU，CPU处理完成之后，把结果传给内存，由输出设备进行输出

三、CPU指令集

CPU指令集相当于人类诞生之初就具备的一些最基础的意识。CPU也在创造之初除了运算区和控制区之外，还有一部分存储区，存储了计算机最基本的指令

- CPU分类

CPU按指令集分类：简单指令集、复杂指令集。

简单指令集：每个指令都很短，执行效果好。但是要做复杂的事情，就需要多个指令

复杂指令集：指令多且复杂，每条指令花费的时间较长，但是每条指令可以处理的工作丰富。

- x86架构64位

​ X86是针对CPU架构的一种统称。因为Intel发明的第一款CPU名称为8086，后来在8086基础上又开发了80285,80386等0CPU，所以这种CPU统称X86架构。而现在个大厂商的CPU架构也都是基于X86架构

​ 64位指的是CPU一次能从内存中去多少位二进制指令。64bit指的是一次性能从内存中取出64bit二进制指令。个人计算机CPU都具有向下兼容性，就是64位CPU可以运行64位的软件，也可以运行32位的软件。但是32位的CPU就只能运行32位的软件。

举例：Windows（x86,64-bit） 就是说这个软件需要运行在x86架构的计算机上，且CPU是64位

五、运算器与控制器

运算器和控制器统称为中央处理器（CPU）

控制器：按照用户预先确定的操作步骤，控制整个计算机部件有条不紊的工作。控制器从内存中逐条读取指令进行分析，根据指令来安排操作顺序，向各个部件发出相应的操作信号，控制它们完成规定的任务（控制器会把接下来要执行的指令放到寄存器，等待运算单元获取）

运算器：运算器获取下一个计算指令，运算完成之后，将结果返回给存储单元，由存储单元传给内存。

内存--->控制单元（分析分析指令）--->控制单元（寄存器）--->运算单元（开始运算）--->存储单元（存储结果）--->内存（存储结果）

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1.我们为何将内存称之为主存？

• 因为内存是用户与计算机沟通的桥梁，计算机的所有程序都是在内存中运行的。

2.X86-64位代表的含义，简述CPU的想下兼容性？

• 因为Intel第一款CPU叫8086，后来的CPU都是这个系列。统称X86架构。64位是说CPU每次从内存取二进制位数64bit。

3.用户态内核态的含义是什么？什么情况下用户态和内核态会发生切换？

• 用户态说的是运行应用程序的代码，内核态说的是运行操作系统的代码。用户操作应用程序需要通过操作系统来调用计算机硬件。所以需要CPU在用户态和内核态之间转换。

4.什么是IO延迟时间

• 存取数据的时间

5.操作系统启动流程

• 开机--->BIOS--->检测硬件--->BIOS读取CMOS芯片中位置，找到第一启动项，开始启动--->读取启动设备第一个扇区内容（MBR）--->分区信息读入BootLoader启动装在模块--->启动操作系统--->操作系统与BIOS交接工作（获取配置信息，检查驱动是否正常，全部正常则把他们调入内核，初始化相关表格，执行操作系统登录程序代码）

6.应用程序启动流程

• 用户启动应用程序--->操作系统找到程序存在硬盘中的地址--->获取到程序代码加载到内存中--->调用CPU--->启动成功