day1 计算机基础

计算机基础：
1、Python是编程语言
　　语言：
　　事物与事物的沟通介质，编程语言就是程序员与计算机沟通的介质

什么是编程：
　　就是程序员把自己的逻辑思维按机器所能识别的语言写出来，行成一堆文件

为什么要编程？
　　让计算机按照人的逻辑执行程序，取代人力

2、完整的计算机系统：
　　应用程序
　　操作系统
　　计算机硬件

3、计算机硬件：（计算机是奴隶）
　　1、五大组成
　　　　控制器
　　　　运算器
　　　　存储器I/O：内存+外存
　　　　输入设备input
　　　　输出设备output

#1、控制器：计算机的指挥系统。控制器通过地址访问存储器，从存储器中取出指令，经译码器分析后，根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。

#2、运算器：实现算术运算和逻辑运算的部件。 

#3、存储器：是计算机用来存放所有数据和程序的记忆部件。它的基本功能是按指定的地址存（写）入或者取（读）出信息。 计算机中的存储器可分成两大类：一类是内存储器，简称内存或主存；另一类是外存储器（辅助存储器），简称外存或辅存。 存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元都有一个地址，计算机通过地址对存储单元进行读写。一个存储器所包含的字节数称为存储容量，单位有B、KB、MB、GB、TB等。

#4、输入设备：是向计算机中输入信息（程序、数据、声音、文字、图形、图像等）的设备。常见的输入设备有：键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。 外存储器也是一种输入设备。 

#5、输出设备：主要有显示器、打印机和绘图仪等。外存储器也当作一种输出设备。

2、CPU
　　　　控制器+运算器=CPU ----CPU、内存(主存储器)以及其他I/O设备都由一条系统总线（bus）连接起来并通过总线与其他设备通信
　　　　功能：控制+运算
　　　　工作方式：取指--->分析--->执行
　　　　CPU的重点在于进行运算和判断，CPU读取的数据都是从内存中来！内存的数据则是从外存中来！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外存中。

　　　　指令--->外存--->内存----->CPU 处理完后依次返还。

　　　　软件的执行都是由CPU执行，强调所有的软件最终都要转换成CPU的指令集去执行
　　　　cpu具有向下兼容性 64位能兼容32位，32位不能兼容64位。　

　　x64 是64位的操作系统

　　x86 是32位的操作系统

　　32位系统：

　　　　pu的位是指一次性可处理的数据量是多少，1字节=8位，32位处理器可以一次性处理4个字节的数据量，依次类推。32位操作系统针对的32位的CPU设计。

　　64位系统：

　　　　是指特别为64位架构计算机系统而设计的操作系统。64位操作系统的优点，在于能够利用64位处理器的优势，处理速度快。

　　32位系统与64位系统的区别：

　　　　64位系统是32位系统的更高级版本，好比高速与低速通道只能向下兼容。CPU按照指令集可以分为精简指令集CPU和复杂指令集CPU两种

4、进制

　　二进制

　　　　进制也就是进位制，就表示某一位置上的数运算时是逢X进一位。X可以是2，8，10，16

　　　　二进制是比较常用的一种，都可以用二进制来转换成其它进制数。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。好比高电频与低电频，进位规则是“逢二进一”，计算机中的二进制则是开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。

　　一个二进制位成为一个bit：111 （1*2²+1*2¹+1*2⁰）

　　　　8bit=1Bytes
　　　　1024Bytes=1KB
　　　　1024KB=1MB
　　　　1024MB=1GB
　　　　1024GB=1TB
　　　　1024TB=1PB

5、磁盘：

　　　　磁盘低速的原因是因为它一种机械装置，在磁盘中有一个或多个金属盘片，它们以5400，7200或1080rpm的速度旋转。从边缘开始有一个机械臂悬在盘面上，这类似于老式黑胶唱片机上的拾音臂。信息卸载磁盘上的一些列的同心圆上，是一连串的2进制位，所以我们平时所说的磁盘容量最终指的就是磁盘能写多少个2进制位。

　　　　每个磁头可以读取一段换新区域，称为磁道

　　　　把一个戈丁手臂位置上所以的磁道合起来，组成一个柱面

　　　　每个磁道划成若干扇区，扇区典型的值是512字节

　　　　数据都存放于一段一段的扇区，即磁道这个圆圈的一小段圆圈，从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间 9ms

平均寻道时间

　　　　机械手臂从一个柱面随机移动到相邻的柱面的时间成为寻到时间，找到了磁道就以为着招到了数据所在的那个圈圈，但是还不知道数据具体这个圆圈的具体位置 ----->平均寻道时间：5ms

平均延迟时间

　　　　机械臂到达正确的磁道之后还必须等待旋转到数据所在的扇区下，这段时间成为延迟时间 -----> 平均延迟时间：60/7200=0.008=8ms 4ms

重要------------------->影响速度的主要是I/O读取度

CMOS与BIOS

　　　　提过CMOS与BIOS的功能，好比一个CPU和RAM，CMOS主要记录参数，包括系统时间、启动顺序，磁盘模式等，由于CMOA是RAM需要加电，PC一旦关机断电CMOS里的数据会丢失重置，时间也会变成出厂值给我们带来相当的不变，所以在主板相应的位置就安装一个钮扣电池方便供电。 BIOS为写入到主机板上某一块 flash 或 EEPROM 的程序，他可以在开机的时候执行，以载入CMOS当中的参数，现在的固态应用的就是flash。BIOS程序加密的话只要能通过断电就是能解除。

cache----->高速度缓存--->内存----->-磁盘------->磁带控存取速度从快到慢

6、操作系统就是一种软件它负责沟通、协调控制PC软硬件

启动流程

1.计算机加电

2.BIOS开始运行，检测硬件：cpu、内存、硬盘等

3.BIOS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（MBR主引导记录512字节，前446为引导信息，后64为分区信息，最后两个为标志位）

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，以获得配置信息。对于每种设备，系统会检查其设备驱动程序是否存在，如果没有，系统则会要求用户按照设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序，操作系统就将它们调入内核。

7、系统总线