一套完整的計算機系統分為：計算機硬體，作業系統，應用軟體，如下圖。因而我們的python程式設計之路分為計算機硬體基礎，作業系統基礎，和python程式設計三部分，而我們便是最先從計算機硬體開始學習的。
一 計算機硬體介紹
計算機硬體有五大部分：
1、控制器：計算機的指揮系統。控制器通過位址訪問儲存器，從儲存器中取出指令，經解碼器分析後，根 據指令分析結果產生相應的操作控制訊號作用於其他部件，使得各部件在控制器控制下有條不紊地協調工作。
2、運算器:實現算術運算和邏輯運算的部件。
3、儲存器：是計算機用來存放所有資料和程式的記憶部件。他的基本功能是按指定的位址存入或者取出資訊。計算機中的儲存器分為兩大類：一類是記憶體儲器，簡稱記憶體或主存；另一類是外儲存器（輔助儲存器），簡稱外存或輔存。儲存器由若干個儲存單元組成，每個儲存單元都有乙個位址，計算機通過位址對儲存單元進行讀寫。乙個儲存器所包含的位元組數稱為儲存容量，單位有b、kb、md、gb、tb等。
4、輸入裝置：是向計算機中輸入資訊（程式、資料、聲音、文字、圖形、影象等）的裝置。常見的輸入裝置有：鍵盤、滑鼠、圖形掃瞄器、觸控螢幕、條形碼輸入器、光筆等。 外儲存器也是一種輸入裝置。
5、輸出裝置：主要有顯示器、印表機和繪圖儀等。外儲存器也當作一種輸出裝置。
總結來說：控制器+運算器=cpu，cpu是人的大腦，負責控制全身和運算；記憶體是人的記憶，負責臨時儲存；硬碟是人的筆記本，負責永久儲存；輸入裝置是耳朵或眼睛或嘴巴，負責接收外部資訊存入記憶體，輸出裝置是你整個身體的肢體動作，負責經過處理後輸出的結果。以上所有的裝置都通過匯流排連線，匯流排相當於人的神經。
二 **處理器
1、將運算器和控制器合稱為**處理器(central processing unit，cpu)。其中運算器用來主要負責程式運算與邏輯判斷，控制器則主要協調各元件和各單元的工作，所以cpu的工作主要在於管理和運算。可以說計算機的大腦就是cpu，它從記憶體中取指令->解碼->執行，然後再取指->解碼->執行下一條指令，周而復始，直至整個程式被執行完成。既然cpu的重點在於進行運算和判斷，那麼要被運算與判斷的資料是從**來的？cpu讀取的資料都是從主儲存器（記憶體）來的！主儲存器內的資料則是從輸入單元所傳輸進來！而cpu處理完畢的資料也必須先寫回主儲存器中，最後資料才從主儲存器傳輸到輸出單元。
2、核心態與使用者態
核心態：當cpu在核心態執行時，cpu可以執行指令集中所有的指令，很明顯，所有的指令中包含了使用硬體的所有功能，（作業系統在核心態下執行，從而可以訪問整個硬體）
使用者態：使用者程式在使用者態下執行，僅僅只能執行cpu整個指令集的乙個子集，該子集中不包含操作硬體功能的部分，因此，一般情況下，在使用者態中有關i/o和記憶體保護（作業系統占用的記憶體是受保護的，不能被別的程式占用），當然，在使用者態下，將psw中的模式設定成核心態也是禁止的。
三 儲存器
暫存器即l1快取：用與cpu相同材質製造，與cpu一樣快，因而cpu訪問它無時延，典型容量是：在32位cpu中為32*32，在64位cpu中為64*64，在兩種情況下容量均<1kb。
快取記憶體即l2快取：主要由硬體控制快取記憶體的訪問，記憶體中有快取記憶體行按照0~64位元組為行0，64~127為行1。。。最常用的快取記憶體行放置在cpu內部或者非常接近cpu的快取記憶體中。
記憶體（ram)稱為隨機訪問儲存ram：是我們通常所說的記憶體，容量一直在不斷攀公升，所有不能再快取記憶體中找到的，都會到主存中找，主存是易失性儲存，斷電後資料全部消失。
非易失性隨機訪問儲存（rom)：在電源切斷之後，非易失性儲存的內容並不會丟失，rom唯讀儲存器在工廠中就被程式設計完畢，然後再也不能修改。
eeprom（electrically erasable prom，電可擦除可程式設計rom）和快閃儲存器（flash memory）也是非易失性的。
cmos：是易失性的，許多計算機利用cmos儲存器來保持當前時間和日期。cmos儲存器和遞增時間的電路由一小塊電池驅動，所以，即使計算機沒有加電，時間也仍然可以正確地更新，除此之外cmos還可以儲存配置的引數，比如，哪乙個是啟動磁碟等，之所以採用cmos是因為它耗電非常少，一塊工廠原裝電池往往能使用若干年，但是當電池失效時，相關的配置和時間等都將丟失。
四 磁碟：資料都存放於一段一段的扇區，即磁軌這個圓圈的一小段圓圈，從磁碟讀取一段資料需要經歷尋道時間和延遲時間。
（虛擬記憶體：許多計算機支援虛擬記憶體機制，該機制使計算機可以執行大於物理記憶體的程式，方法是將正在使用的程式放入記憶體取執行，而暫時不需要執行的程式放到磁碟的某塊地方，這塊地方成為虛擬記憶體，在linux中成為swap，這種機制的核心在於快速地對映記憶體位址，由cpu中的乙個部件負責，成為儲存器管理單元(memory management unit mmu)
五 啟動計算機
1.計算機加電
2.bios開始執行，檢測硬體：cpu、記憶體、硬碟等
3.bios讀取cmos儲存器中的引數，選擇啟動裝置
4.從啟動裝置上讀取第乙個扇區的內容（mbr主引導記錄512位元組，前446為引導資訊，後64為分割槽資訊，最後兩個為標誌位）
5.根據分割槽資訊讀入bootloader啟動裝載模組，啟動作業系統
6.然後作業系統詢問bios，以獲得配置資訊。對於每種裝置，系統會檢查其裝置驅動程式是否存在，如果沒有，系統則會要求使用者按照裝置驅動程式。一旦有了全部的裝置驅動程式，作業系統就將它們調入核心。然後初始有關的**（如程序表），穿件需要的程序，並在每個終端上啟動登入程式或gui
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