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  • 编程及计算机简介

    一、编程语言介绍

    1.什么是语言?什么是编程语言?
    语言是一种事物与另外一种事物沟通的介质。编程语言是人与计算机进行交流的介质,python就是一种语言,是程序员与计算机进行沟通的一种语言

    2.什么是编程?
    编程通俗的讲就是写代码,程序员通过编程语言设计具备逻辑流动作用的一种“可控体系”,让计算机代为解决某个问题,对某个计算体系规定一定的运算方式,使计算体系按照该计算方式运行,并最终得到相应结果的过程。

    3.为什么要编程?
    是为了让计算机按照人类思维逻辑去工作,从而解放人力。
      
    二、计算机的组成

    计算机是由硬件系统和软件系统两部分组成的。计算机的硬件系统组成大致可以分为五大部分:控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。

    1.控制器:是整个计算机的中枢神经,是计算机的指挥系统,负责控制计算机其他硬件的工作。
    2.运算器:运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算,即对数据进行加工处理。
    3.存储器:存储器可以分为内存和外存,它的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息,并在需要时提供这些信息。
      内存:内存相当于人脑的记忆功能,优点是存取速度快,缺点是断电数据就丢失,只能临时保存数据。
      外存:外存相当于我们使用的笔记本,优点是断电后数据不会丢失,可以永久的保存数据,缺点是存取速度慢。
    4.输入设备:输入设备是计算机的重要组成部分,输入设备与输出设备合称为外部设备,简称外设,输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。
    5.输出设备:输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分,它把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。

    总结
    与运行程序有关的三大核心硬件:cpu、内存、硬盘
    程序最先都是存放于硬盘的,站在硬件角度,程序的启动时,硬件的工作流程:
     1. 程序相关数据先从硬盘读入内存
     2. cpu从内存取出指令/数据然后运行

    三、CPU详解

    就像我们每个人都有自己的大脑一样,其实CPU就是计算机的大脑,控制器和运算器合称中央处理单元(CPU),是一块超大规模的集成电路,同时还是计算机中不可或缺最重要的部件之一
    cpu具有向下兼容性,64的cpu可以运行32bit与64bit的软件,但是32的cpu只能运行32bit的软件。

    四、存储器

    存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。
    计算机存储单位一般用bit、B、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB、NB、DB……来表示,它们之间的关系是:
      位 bit (比特)(Binary Digits):存放一位二进制数,即 0 或 1,最小的存储单位。[英文缩写:b(固定小写)]
      字节byte:8个二进制位为一个字节(B),最常用的单位。
      换算率约等于1000(1024),从大到小顺序为T、GB、MB(兆Zhao)、KB、B再小就是位了。
      1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024B 1B=8b

    磁盘设备在工作时,以恒定的速率旋转,为了读和写,磁头必须能移动到所要求的磁道上,并等待所要求的扇区的开始位置旋转到磁头下,然后再开始读和写,故把对磁盘的访问时间分为三部分:寻道时间Ts,旋转延时时间Tr和传输时间Tt。
      Ts=m*n+s,其中m是一常数,n是磁头移动n条磁道所花时间,s是启动磁臂的时间。
      Tt=b/(rN),b为每次读写的字节数,r为磁盘每秒钟的转数,N为一条磁道上的字节数。
    访问时间Ta=Ts+1/(2r)+b/(rN)
    平均寻道时间(找磁道的时间)+平均延迟时间(转半圈的时间)=一次IO时间
      
    五、完整的计算机系统

    一套完整的计算机系统分为三层分别为:应用程序、操作系统、计算机硬件

    六、操作系统定义

    操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

    操作系统是协调、管理、控制计算机硬件资源与应用软件的一个控制程序,应用程序是通过操作系统来间接控制硬件。

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