正式上课的第一天 知识点总结一下 感谢老师把计算机从头到尾顺了一遍 以前只是大概了解
1. 编程语言的作用以及与操作系统的关系和硬件的关系：
编程语言本质是程序员让计算机工作的介质，编程语言开发的软件需要应用在操作系统上 用操作系统与硬件相关联，控制硬件，使计算机工作
应用程序-》操作系统-》硬件
2. 计算机最重要的三个 CPU 内存 磁盘
1）CPU
CPU是计算机的大脑，从内存中取指令->解码->执行，然后再取指->解码->执行下一条指令，周而复始，直至整个程序被执行完成。
因为CPU从内存中取指令影响效率，所以需要使用寄存器（用于储存临时数据和关键变量）与CPU采用相同材质 存储量小 速度更快。
内核态与用户态对比
内核态权限更高，可以使用CPU所有指令集 使用硬件所有的功能
用户态权限较小，只能使用CPU指令集中的一个子集 使用部分硬件的功能
如果需要使用软件读取磁盘文件 需要从用户态切换到内核态，用户程序必须使用系统调用（system call），系统调用陷入内核并调用操作系统，TRAP指令把用户态切换成内核态，并启用操作系统从而获得服务。
线程与进程：进程是资源单位而线程才是cpu的执行单位。
2）存储器系列
寄存器（L1缓存），高速缓存（L2缓存）,内存（RAM）EEPROM和闪存，CMOS与BIOS电池（特殊存储），磁盘，磁带
速度从高到低 存储量从小到大
CPU从L1缓存中读取数据 L1缓存从L2缓存中读取缓存数据 RAM储存临时数据 断电则数据消失
EEPROM和闪存 容量高于内存 低于磁盘 速度比磁盘快，闪存应用于固态硬盘，与磁盘内部结构不同
CMOS:CMOS，它是易失性的，许多计算机利用CMOS存储器来保持当前时间和日期。CMOS存储器和递增时间的电路由一小块电池驱动，所以，即使计算机没有加电，时间也仍然可以正确地更新，除此之外CMOS还可以保存配置的参数，比如，哪一个是启动磁盘等，之所以采用CMOS是因为它耗电非常少，一块工厂原装电池往往能使用若干年，但是当电池失效时，相关的配置和时间等都将丢失。
磁盘：基本结构：
磁头
磁道
扇区 扇区是磁盘级别的最小读写单位默认512bytes，操作系统级别的最小读写单位是：1block=8*512Bytes
柱面
二进制 0 1
8个bit称为一个字节bytes，1024bytes=1k，1024k=1M，1024M=1G
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
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
虚拟内存：
是在内存不够使用的情况下 使用一部分磁盘空间作为内存的备用区叫做虚拟内存 读写速度更慢！
磁带：
可存储容量更大，速度慢 多用于数据库备份 相比磁盘抗震 拆卸方便！
3.设备驱动与控制器
I/O设备一般包括两个部分：设备控制器和设备本身。
控制器：是查找主板上的一块芯片或一组芯片（硬盘，网卡，声卡等都需要插到一个口上，这个口连的便是控制器），控制器负责控制连接的设备，它从操作系统接收命令，比如读硬盘数据，然后就对硬盘设备发起读请求来读出内容。
控制器的功能：通常情况下对设备的控制是非常复杂和具体的，控制器的任务就是为操作系统屏蔽这些复杂而具体的工作，提供给操作系统一个简单而清晰的接口
设备本身：有相对简单的接口且标准的，这样大家都可以为其编写驱动程序了。要想调用设备，必须根据该接口编写复杂而具体的程序，于是有了控制器提供设备驱动接口给操作系统。必须把设备驱动程序安装到操作系统中。
4.总线与南桥和北桥
北桥即PCI桥：连接高速设备 如CPU 内存 L2缓存等
南桥即ISA桥：连接慢速设备 其他USB以及显卡设备等
总线主板上相互连接的线
5.操作系统与应用程序的启动流程
在计算机的主板上有一个基本的输入输出程序（Basic Input Output system)
BIOS就相当于一个小的操作系统，它有底层的I/O软件，包括读键盘，写屏幕，进行磁盘I/O,该程序存放于一非易失性闪存RAM中。
操作系统启动流程
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，BIOS中存储的选项，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。然后初始有关的表格（如进程表），穿件需要的进程，并在每个终端上启动登录程序或GUI
应用程序启动流程
点击桌面上的快捷图标(即路径)，计算机通过磁盘寻道启动应用程序，在内存中运行 从磁盘中读取文件 从用户态切换到内核态！应用程序正常启动！