编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系：
作用：让计算机执行其命令
关系：通过操作系统使编程语言更方便的使用硬件资源
应用程序--操作系统--硬件：
应用程序：用户使用的能使硬件行使特定功能的软件
操作系统：为用户管理硬件资源的软件程序
硬件：硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式
CPU--内存--磁盘：
CPU：运算处理
内存：为CPU提供快速数据读取的容器
磁盘：存储数据
CPU与寄存器，内核态与用户态及如何切换
CPU：取指令--解码--执行
寄存器：存储重要的临时数据
用户态与内核态切换：由于处于用户态的应用程序没有权限访问硬件，要访问硬件时，操作系统会使CPU切换为具有访问硬件权限的内核态来访问硬件，访问结束后再切换为
用户态继续应用程序的运行
存储器系列，L1缓存，L2缓存，内存（RAM），EEPROM和闪存，BIOS与CMOS电池
储存器：名称 响应时间 容量
寄存器 1ns <1KB
高速缓存 2ns 4MB
内存 10ns 2G
硬盘 10ms 1TB
磁带 100s 0.8TB(便宜)
L1缓存：与CPU材质相同，读取速度非常快，容量极低，断电数据消失
L2缓存：在CPU内部或与CPU相邻，读取速度很快，容量比L1大一些，断电数据消失
内存（RAM）：应用程序（系统）的文件都会加载到其中共CPU读取，速度相对L2慢，容量很大，断电数据消失
EEPROM：电可擦除可编程只读储存器
闪存：速度在内存与硬盘之间，可读写，次数过多会损坏
BIOS：基础输入输出系统，为电脑开机时选择硬盘引导等
CMOS+电池：CMOS为易失的（断电就没）储存介质，用于保存当前时间和日期，由于耗电非常低，用电池可以一直供电N年
磁盘结构，平均寻道时间，平均延迟时间，虚拟内存与MMU：
硬盘结构：主要有盘面，磁头，轴，电机等组成
平均寻道时间：从一个柱面移动到与其相邻的柱面的时间
平均延时时间：磁头在正确的磁道上移动到数据所在的扇区所用的时间
虚拟内存：帮助RAM在存储不下时辅助存储的一种技术，非必要，速度取决于硬盘速度
MMU：CPU的一个部件，储存管理单元，可快速的映射内存地址
磁带：
在相同成本下，比硬盘有更大的存储容量，储存速度慢，一般用于备份
设备驱动与控制器：
设备驱动：使硬件设备能在操作系统下正常运行应用程序，一般硬件厂商提供
控制器：CPU不是唯一的智能设备，每个硬件都有各自的状态寄存器，这些寄存器用来启动、停止、初始化设备以及对设备进行诊断
总线与南桥和北桥：
总线：CPU、内存以及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（如下图）
北桥即PCI桥：连接高速设备
南桥即ISA桥：连接慢速设备（如下图）
操作系统的启动流程：
BIOS--MBR--(bootloader)GRUB--Kernel
BIOS：基础输入输出系统，开机先执行，选择启动硬件顺序等
MBR：硬盘的第一个扇区（446引导信息，64分区信息，2字节标志信息）
GRUB：允许用户在计算机内拥有多个操作系统，多操作系统启动程序
Kernel：启动选择的系统内核，系统启动
应用程序的启动流程：
PATH--APP--RAM--CPU--硬件
PATH：让系统找到运行应用的文件路径
APP：执行APP
RAM：将APP的文件导入计算机内存中
CPU：掉指令--解码--执行，若应用需要调用硬件资源，CPU会从用户态切换内核态来调用系统资源后，再切换成用户态来处理应用软件
硬件：将运行结果反映在硬件上（显示器，音响等）