- ** Python是一种（编程）语言
关键字（python） -- 单词 （English）
语法 （python） -- 语法 （English）
--------------大量练习------------
程序 （python） -- 作文 （English）
编程语言： 程序员与计算机沟通的介质
编程： 程序员用计算机所能理解的表达方式（编程语言）把自己的思维逻辑写下来， 编程的结果就是一堆文件
编程的目的： 让计算机按照人的逻辑执行程序，取代人力
- ** 完整的计算机系统组成
应用软件/应用程序
操作系统（软件）——控制硬件，服务软件
计算机硬件 （CPU，内存，硬盘）
- ** 计算机硬件的五大组成：
控制器 —— 指挥 —— CPU (处理器)
运算器 ——逻辑运算/数字运算 —— CPU（处理器）
存储器 （I/O设备）： 内存（主存，RAM, 断电无数据）， 外部存储 （移动，硬盘）
输入设备 （input）
输出设备 （output）
输入设备 –》 内存 –》 CPU -》 输出设备吗：CPU控制
装软件： 将应用程序软件放在硬盘上
**硬件的三个重要组成： CPU，内存，硬盘
- ** 微处理器 （CPU）：控制器 + 运算器
CPU功能：控制，运算
CPU的工作方式： 取指 –》 分析 –》 执行
硬盘 （操作系统） -》内存 –》 CPU
CPU从内存取数据
变快方式： 将机械硬盘换成固态硬盘
- CPU的指令集：CPU中封装一些具有基本功能的指令集
精简指令集 （指令短，功能少，执行快）
复杂指令集 （指令长，功能多，执行慢）——一般用于个人电脑，例如 x86
** 所用的软件最终都要转换成CPU的指令集去执行
** x86-64： 该计算机CPU的指令集为x86
CPU从内存中一次取得数据量为64个比特位（bit）
- ** 二进制：逢二进一
二进制 -》十进制：1111=1*2^ 3+1*2^2+1*2^1+1*2^0=2^4-1=15
十进制 –》二进制：除二取余
计算机中运行的是二进制
一个二进制位称为一个bit（比特）： 111 为 三个比特位
8 bit = 1 bytes （字节）
1024 bytes = 1 kb
1024kb = 1 mb （兆）
1024 mb = 1gb
1024 gb = 1tb
1024 tb = 1 pb
厂商： 1 gb = 1000 * 10000 * 1000 * 8 bit
- ** CPU具有向下兼容性 （64位的CPU可以兼容32位的软件）
以上情形下， 前32位置为0，后32位取自软件
- 寄存器：之中CPU中的存储器，将下一次仍需用的指令放入寄存器中，提高运行速度
在CPU性能固定的情形下，加快读取速度-》减小CPU空闲时间 –》提高效率
速度比较：CPU》寄存器》内存》硬盘
摩尔定律：硬件每18个月更新一次
- 存储器
寄存器（可降低CPU的等待时间）：易失性，速度快1ms，容量小《1kb
高速缓存（可降低CPU的等待时间）：易失性，2ms，4mb，经常使用的数据放入高速缓存
内存（RAM）：易失性； ROM（read only）：只读内存，速度快，无写功能
闪存（flash）：能永存，可读写，速度大于磁盘小于内存，价格高于磁盘
硬盘
磁带：主要用于备份，易携带，便宜
CMOS： 存系统时间以及启动盘BIOS（basic input output system）的信息， 时钟芯片保证断电时其正常运转
- BIOS: basic input output system
开机： BIOS –》 找到操作系统盘位置 –》启动 windows etc.
装系统： BIOS –》配置-》 重启-》CMOS指定位置-》装操作系统 –》重启 –》CMOS指定硬盘 –》调取操作系统
若BIOS被加密： 扣电池可破解密码装置
- ** 操作系统的启动流程
加电
BIOS –》检测硬件-》CMOS
找到启动盘-》读取第一个扇区（MBR），512B（ 前446为引导信息， 中64为分区信息， 后2为结束标志位）
加载 bootloader
读取操作系统内核到内存（接管BIOS的任务，控制计算机）
驱动：硬件厂商提供的控制硬件的文件，可帮助操作系统更好的控制硬件
- ** 磁盘（机械硬盘）：两张盘，四个盘面存储
磁道： 一圈二进制
扇区： 物理层面最小存储单位，一个扇区=512字节
操作系统操作硬盘：一个硬盘块（block块）= 8扇区 = 4 kb
柱面： 上下磁道所夹的圆柱体的圆柱面
磁盘分区： 两个柱面中所夹的磁道和
磁盘震动易坏，多震动（坦克）上不能使用机械硬盘，可考虑固态硬盘
- ** 平均寻道时间： 寻找到所在信息磁道的平均时间， 5ms
- ** 平均延迟时间： 找到磁道上数据所在位置的平均时间， 取决于转速， 7200r/min 的转速， 平均延迟时间为 4ms
旋转一周的时间： 60/7200 = 8 ms， 8ms/2 = 4ms
- 机械硬盘， 每进行一次I/O操作需要经历以上的9ms 时间， 故而慢
每次I/O操作最多读 512个扇区，4 kb
应用程序若能减少I/O操作，就可能更多的占用CPU
- ** MIPS： million instructions per seconds
普通CPU 500 MIPS左右
CPU 9ms 能读4百万左右条指令，故 9ms对于CPU来说是蛮长一段时间
操作系统（补充）
1. 操作系统的用户可以为应用程序，亦可为用户
2. 操作系统包括： 接口程序（将硬件的功能封装成简单的接口，服务应用软件/用户）和 内核 （核心的功能，用于控制硬件）
3. 操作系统的定义：一个协调，管理，控制计算机硬件及软件的控制程序
4. 内核态 与 用户态： CPU的两种工作状态（了解）
内核态： CPU执行操作系统内核所处的状态，处于内核态能够控制硬件
用户态： CPU执行用户程序/应用程序时所处的状态， 处于用户态不能控制硬件
5. ** 应用程序的启动
前提： 先启动操作系统
a. 向操作系统提交程序启动文件的路径
b. 操作系统根据文件的路径把文件的数据读入内存
c. 操作系统调用CPU执行内存中刚刚读入的程序代码