計算機硬體詞彙介紹

·程式語言的作用及與作業系統和硬體的關係

程式語言的作用是為了讓程式設計師和計算機暢通無阻的溝通。程式設計師可以通過使用程式語言來讓計算機執行任務，任務需要在作業系統上執行，作業系統需要在硬體裝置上執行。

·應用程式-》作業系統-》硬體

通過程式設計師編碼實現應用程式，應用程式執行在作業系統之上並呼叫作業系統服務，作業系統執行在硬體裝置之上，通過介面呼叫硬體裝置支援作業系統的正常執行。

·cpu-》記憶體-》磁碟

cpu，記憶體，磁碟都是計算機硬體裝置，cpu是計算機的大腦，負責處理計算，記憶體是計算機的臨時儲存介質，與cpu橋接，特點是訪問快速，無斷電記憶，空間有限，磁碟是計算機的永久儲存介質，儲存空間大，訪問速度慢於記憶體。

·cpu與暫存器，核心態與使用者態及如何切換

暫存器是為了解決cpu從內訪問資料耗時太久的問題，在cpu內部增加暫存器用於儲存臨時資料和關鍵變數。暫存器分為通用暫存器，專用暫存器和控制暫存器。

控制暫存器中有一類名為程式狀態字暫存器，屬於計算機算數運算的核心部件，其中乙個二進位制位用於控制核心態和使用者態的切換。

應用程式都是處於使用者態的，當應用程式希望呼叫硬碟讀取資料時，需要系統操作幫忙以應用程式的名義呼叫硬碟，獲取資料，完成狀態切換。

·儲存器系列，l1快取，l2快取，記憶體（ram），eeprom和快閃儲存器，cmos與bios電池

l1快取：整合在cpu內部，用於cpu在處理資料過程中資料的暫時儲存，訪問速度快，成本高。

l2快取：是l1快取的快取器，用於儲存那些cpu處理時需要用到、一級快取又無法儲存的資料，訪問速度略慢於l1快取，成本略低於l1快取。

記憶體：記憶體是計算機的臨時儲存介質，與cpu橋接，特點是訪問快速，掉電後資料丟失，空間有限。

eeprom：電可擦可程式設計唯讀儲存器，掉電後資料不丟失的儲存晶元。

快閃儲存器：俗稱『固態硬碟』，與eeprom類似也是電可擦可程式設計唯讀儲存器，但是快閃儲存器的資料刪除不實以位元組為單位，而是以區塊為單位，區塊大小為256kb～20mb之間。

cmos：也屬於掉電後資料丟失的儲存介質，多用於計算機主機板中，通過電池持續供電，儲存時間，日期，等系統設定資訊。

bios：基於輸入輸出的系統，被固化到計算機主機板內乙個rom上的程式，為計算機提供最底層的、最直接的硬體設定和控制

·磁碟結構，平均尋道時間，平均延遲時間，虛擬記憶體與mmu

磁碟結構：通過碟片，磁頭和運動機構組成。磁頭通過碟片的高速旋轉儲存，擦除資訊。

虛擬記憶體：計算機記憶體管理的一種技術，通過在磁碟空間設定虛擬記憶體空間，把記憶體中存放不下的資料存放在虛擬記憶體中。

mmu：記憶體管理單元，用於cpu將虛擬記憶體位址對映為實體地址。

·磁帶

常被計算機作為數字資訊備份儲存裝置，**低廉。

·裝置驅動與控制器

裝置驅動：為保證硬體裝置於計算機系統可以正常通訊，硬體廠商根據系統標準編寫的配置檔案。

控制器：計算機主機板上的硬體統一由控制器控制，作業系統對控制器發出命令，控制器對硬體裝置發出指令。

·匯流排與南橋和北橋

南橋：連線慢速裝置，如i／o介面等。

北橋：連線高速裝置，如cpu，記憶體等

·作業系統的啟動流程

1.計算機連線電源；2.bios啟動，檢測硬體裝置是否正常；3.bios根據cmos中系統配置資訊，選擇啟動裝置（磁碟，u盤等）；4.讀取第啟動裝置上第乙個磁碟扇區內容；5.根據分割槽內容啟動讀入bootloader，啟動作業系統；

·應用程式的啟動流程

1.通過i／o裝置（顯示器／滑鼠），選擇開啟應用程式快捷方式。2.應用程式呼叫作業系統，作業系統根據快捷方式位址，通過控制器操作磁碟裝置，開啟硬碟，讀取應用程式檔案。