计算机基础编程和组成原理

一、计算机基础之编程

1.什么是编程语言(掌握)

编程语言就是程序员和计算机之间的沟通媒介

2.什么是编程?

编程指的是:程序员将自己的想法写入到计算机文件中。

3.为什么要编程?

把计算机当成人类的奴隶,为人类工作

二、计算机的组成原理

  • 计算机的五大组成部分(掌握)
    • 控制器(一)
    • 运算器(二)
    • 控制器+运算器(计算机的中央处理器cpu)
    • 存储器(三)
      • 内存(主板)
      • 外存
    • 输入设备(四)
    • 输出设备(五)
  • 计算机的五大组成部分补充(熟悉)
    • CPU相关
    • 存储器相关
    • 总线
    • 启动计算机的流程
  • 硬盘的工作原理(了解)
    • 机械硬盘
    • 固态硬盘

计算机五大组成部分(掌握)

控制器、运算器、存储器、输入和输出设备

控制器(一)

CPU控制所有计算机的硬件

运算器(二)

1.算术运算

2.逻辑运算

控制器+运算器(总和是cpu)

吃饭流程

1.大脑发出吃饭指令,把命令转化为身体需要的动作(控制器)

2.如果是吃西餐,则使用勺子;吃中餐使用筷子。(运算器)

存储器(三)

一个二进制位是一个比特(bit),八个比特是1个字节(Bytes),1024Bytes=1KB

主板内存

1.优点:速度快,价格高

2.缺点:容量低,临时存储

外部存储

1.优点:永久保存;容量大;价格便宜

2.缺点:速度慢

CPU+内存+外部存储(计算器的三大核心组件)

电脑打开QQ流程。

​ 1.双击QQ,cpu从内存发出取出指令

​ 2.内存从硬盘取出 运行QQ指令

​ 3.控制器分析 运行QQ的指令并告知运算器工作

​ 4.运算器打开QQ并从硬盘读取QQ代码至内存

​ 5.关闭QQ,cpu发出该指令,并清理内存中的QQ代码

输入设备(四)

键盘、鼠标、触摸屏、图形扫描仪等

输出设备(五)

显示器、打印机、绘图仪等

计算机的五大组成部分补充(熟悉)

主要是介绍计算机启动流程

cpu相关

多核cpu:可以同时做多件事。

X86是cpu的一种型号,64位代表一次可以取64位二进制数。32同理。

存储器相关

ROM存储器

CMOS存储器

总线

将所有计算器硬件连接起来

启动计算机的流程(步骤4-6了解)

1.开机

2.bios读取硬件

3.bios读取cmos存储器的参数,选择启动设备等

4.从启动设备上读取第一个扇区内容

5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块,启动操作系统。

6.操作系统询问BIOS,获得配置信息。对于每种设备,系统会检查其设备驱动是否存在,

如果没有,系统则会要求用户按照驱动程序,一旦有了全部的设备驱动程序,操作系

统则会将它们调入内核,然后初始有关的表格(如进程表)。

硬盘工作原理(了解)

机械硬盘

机械硬盘主要有机械手臂、磁道和扇区组成。

机械硬盘的工作原理:

  • 机械手臂:机械硬盘通过机械手臂读取数据,机械手臂的末端是磁头。

  • 磁道:磁道是机械硬盘的磁面中的一个一个圈,磁道用于存储数据。

  • 扇区:扇区的最小单位通常为512KB(由于磁盘大小不断增大,也有部分厂商设定每个扇

    区的大小是4096字节)。为了减小IO操作,机械硬盘也会将多个相邻的扇区组合一起,

    形成一个块,这个块便就是我们在Windows系统中看到的C、D分区。

  • 平均寻道时间:由于数据存放在磁道上,因此机械手臂需要读取数据首先要找到磁道。受

    限于工业水平的限制,目前机械手臂找到磁道的时间为5ms,这个时间被称为评价寻道时

    间。

  • 平均延迟时间:机械手臂寻道之后,需要寻找数据。由于数据的位置是不确定的,而目前

    的机械硬盘寻找数据会从硬盘的头部扫描到尾部。以7200r/min的硬盘为例,如果碰巧在

    硬盘头部找到数据,时间约为0ms;如果在硬盘尾部找到数据,时间约为8.3ms,因此我

    们采用一个平均时间4.15ms作为机械手臂在磁道找到数据的时间,这个时间被称为平均延

    迟时间。

固态硬盘

固态的速度更快。

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