计算机基础——老年人上网冲浪手册

编程语言是什么

首先语言是什么

人类的语言是人与人沟通的介质，人类通过语言来交流，互相理解对方想要什么。

编程语言就是人与计算机之间沟通的介质，通过编程语言，我们让计算机知道我们想要什么，然后执行我们给他下达的命令。

然而机器是不会主动来理解我们的，那么我们只有主动去了解计算机，理解计算机的运行方式，我们才能更好的与计算机交流。

整个计算机系统的构造除了硬件还有软件，这样才是我们现在认知的计算机。软件是依赖于硬件的，所以我们需要先了解计算机硬件的具体细节。

计算机系统的构造

1.应用程序

2.操作系统

3.计算机硬件

操作系统：操作系统就是一个协调、管理和控制计算机硬件资源和软件资源的控制程序。本质上也是一个应用程序，他主要是将硬件的功能封装成接口，你如果直接调用硬件的功能，则学习成本很高，而且需要重复轮子，开发效率不高，调试不便，容易出错。

有了操作系统，你可以直接调用他的接口，来达到操控硬件的目的，这时开发的复杂度大大降低。

计算机的硬件分为5大组成部分

#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。

3.如果我们把计算机理解为人的大脑，我们可以总结为几句话：
CPU是人的大脑，负责运算
 内存是人的记忆，负责临时存储
 硬盘是人的笔记本，负责永久存储
 输入设备是人的耳朵或眼睛，负责接受外部的信息传给CPU
 以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经

 所有硬件中最主要的是： CPU，内存，硬盘

1、cpu

控制器+运算器=CPU，CPU的控制命令是通过总线来传递的，总线相当于人类的神经负责传递信息的作用。

运算器用来主要负责程序运算与逻辑判断，控制器则主要协调各组件和各单元的工作，所以CPU的工作主要在于管理和运算。可以说计算机的大脑就是CPU，它从内存中取指令->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。

取指令是取指令集里的指令么？解码是什么概念？解的是谁的码?

既然CPU的重点在于进行运算和判断，那么要被运算与判断的数据是从哪里来的？CPU读取的数据都是从主存储器（内存）来的！主存储器内的数据则是从输入单元所传输进来！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输出单元。

　　综合上面所说的，我们会知道其实计算机是由：输入单元、输出单元、CPU（控制单元、算术逻辑单元）与主存储器五大单元构成的。也可以说CPU+输入输出+主存储器构成了电子计算机的三大核心组件，相关性如下图：

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，区别在于前者的指令集精简，每个指令的运行时间都很短，完成的动作也很单纯，指令的执行效能较佳；但是若要做复杂的事情，就要由多个指令来完成。后者的指令集每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作，指令数目多而且复杂，每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长，但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。

4.内核态与用户态

     多数CPU都有两种模式，即内核态与用户态。 

①当cpu处于内核态时，运行的是操作系统，能控制硬件（可以获取所有cpu的指令集）

②当cpu处于用户态时，运行的是用户软件，不能控制硬件（可以获取所有cpu的指令集中的一个子集，该子集不包括操作硬件的指令集）

2、磁盘

磁盘由磁头，磁道，扇区组成的。

磁盘的最小单位是扇区，一个扇区典型的值是512字节，扇区是个虚拟的单位

计算机的运行快慢主要取决I/O时间，而机械硬盘受限于物理技术，当程序运行时，将硬盘里的文件读入到内存时，会有一个平均寻道时间，文件存储在不同的扇区，而磁头需要寻找到对应的扇区里的文件，需要走完完整的磁道才能提取一部分，这里就是平均延迟时间，如果磁盘的转速越快，那么延迟时间就越短

磁盘，能永久存储数据，但是速度慢，而内存速度快，但是是短期存储，断电数据就清空

执行程序时，磁盘的文件读入内存，CPU从内存获取数据，运算执行。

操作系统的启动流程

　　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。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

九、应用程序的启动流程
1.双击快捷方式
2.告诉操作系统一个文件路径
3.操作系统从硬盘读取文件到内存中
4.cpu从内存中读取数据执行