一、什麼是計算機？
計算機是一種能夠按照指令對各種資料和資訊進行自動加工和處理的電子裝置。
電腦系統分為硬體和軟體兩大部分，硬體相當於人的身體，而軟體相當於人的靈魂；而一套完整的計算機系統分為：計算機硬體，作業系統，軟體（程式設計師開發的就是軟體）
作業系統是用來呼叫、組織計算機的各硬體來執行工作的，而應用程式是基於作業系統之上的，作業系統也就相當於應用程式的執行平台，或是軟體與硬體溝通的介質，由軟體通過系統再由系統傳遞需要呼叫的硬體進行工作。
二、計算機的組成
計算機是由cpu、主機板、記憶體、硬碟、顯示卡、電源、鍵盤滑鼠等組成。
1.cpu：也稱為**處理器，是電腦運算的核心，好比人的大腦
2.主機板：這是決定你電腦效能的重要零件之一
3.記憶體：當電腦工作時，電腦會在這裡臨時儲存資料，相當於人的記憶
4.硬碟：永久儲存；平常說的硬碟有多少g多少g，就是指這個硬碟的容量，而g數越多裝的東西也越大
5.顯示卡：電腦通過顯示卡轉送資料給顯示器
6.電源：拱電腦各部件使用
7.鍵盤滑鼠：向電腦輸入有用的命令，讓它們為我們工作
從基本結構上來講，電腦可以分為五大部分：運算器、儲存器、控制器、輸入裝置、輸出裝置。
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 取指令-->解碼-->執行下一條命令，一直迴圈，直至整個程式被執行完成。如果說cpu同時處理qq、快播、網易雲**三個程式，那麼會處理完第一條後再接著處理下一條，因為訪問記憶體以得到指令或資料的時間比cpu執行指令花費的時間比較長，所以cpu內部會有一些用來儲存關鍵變數和臨時資料的暫存器，cpu的指令集可以把來自暫存器、記憶體的運算元據組合，或者用兩者生產乙個結果，比如將兩個字相加並把結果存在暫存器或記憶體中。
暫存器：1.儲存變數和臨時結果的通用暫存器
2.程式狀態字暫存器（psw），包含條碼位、cpu優先順序、模式（使用者態或核心態），以及各種其他控制位。
當乙個任務執行系統呼叫而陷入核心**中執行時，我們就稱程序處於核心執行態（或核心態）；當程序在執行使用者自己的**時，稱其處於使用者執行態（使用者態）。
3.使用者態切換到核心態
a.系統呼叫：使用者態程序主動要求切換到核心態的一種方式
執行速度比較
cpu > 記憶體 > 硬碟 如圖
多執行緒和多核晶元
1.在cpu晶元中加入更大的快取，一級快取l1,用和cpu相同的材質製成，cpu訪問它沒有時延
2.乙個cpu中的處理邏輯增多,多執行緒或超執行緒,對使用者來說乙個有兩個執行緒的cpu就相當於兩個cpu
3.除了多執行緒，還出現了2個或者4個完整處理器的cpu晶元
暫存器即l1快取：與cpu一樣快，32位和64位的兩種情況下容量均<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
主存，為儲存器系統的主力，主存通常稱為隨機訪問儲存ram，就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
除了主存ram外，還有許多計算機在使用少量的非易失性隨機訪問儲存如rom，斷電後儲存內容不會丟失，rom出廠就被程式設計完畢，不可修改。rom速度快且便宜，使用於啟動計算機的引導載入模組中
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，但是與rom相反，他們可以擦除和重寫。
cmos，它是易失性的，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
磁碟低速的原因是因為它一種機械裝置，在磁碟中有乙個或多個金屬碟片，它們以5400，7200或10800rpm（rpm =revolutions per minute 每分鐘多少轉 ）的速度旋轉。從邊緣開始有乙個機械臂懸在盤面上，這類似於老式黑膠唱片機上的拾音臂。資訊解除安裝磁碟上的一些列的同心圓上，是一連串的2進製位（稱為bit位），為了統計方法，8個bit稱為乙個位元組bytes，1024bytes=1k，1024k=1m，1024m=1g,所以我們平時所說的磁碟容量最終指的就是磁碟能寫多少個2進製位。
每個磁頭可以讀取一段換新區域，稱為磁軌
把乙個戈丁手臂位置上所以的磁軌合起來，組成乙個柱面
每個磁軌劃成若干扇區，扇區典型的值是512位元組
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
平均尋道時間
機械手臂從乙個柱面隨機移動到相鄰的柱面的時間成為尋到時間，找到了磁軌就以為著招到了資料所在的那個圈圈，但是還不知道資料具體這個圓圈的具體位置
平均延遲時間
機械臂到達正確的磁軌之後還必須等待旋轉到資料所在的扇區下，這段時間成為延遲時間
匯流排北橋即pci橋：連線高速裝置
南橋即isa橋：連線慢速裝置
資源單位 程序
執行單位 執行緒
啟動計算機
在計算機的主機板上有乙個基本的輸入輸出程式（basic input output system)
bios就相當於乙個小的作業系統，它有底層的i/o軟體，包括讀鍵盤，寫螢幕，進行磁碟i/o,該程式存放於一非易失性快閃儲存器ram中。
啟動流程
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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