计算机基础（下）

Posted 2020-11-27 h1227

计算机基础知识想详解
   1、cpu详解
      cpu的分类与指令集
      x86-64（*****）
         cpu具有向下兼容性
            64的cpu既能运行32位的程序也能运行64位的程序

      内核态与用户态（*****）
         代表cpu的两种工作状态
            1、内核态：运行的程序是操作系统，可以操作计算机硬件
            2、用户态：运行的程序是应用程序，不能操作计算机硬件

         内核态与用户态的转换
            应用程序的运行必然涉及到计算机硬件的操作，那就必须有用户态切换到
            内核态下才能实现，所以计算机工作时在频繁发生内核态与用户态的转换
      多线程与多核芯片
         2核4线程：
            2核代表有两个cpu，4线程指的是每个cpu都有两个线程=》假4核

         4核8线程
            4核代表有4个cpu，8线程指的是每个cpu都有两个线程=》假8核


   2、存储器
      RAM：内存
      ROM：“只读内存”
         存放计算机厂商写死计算机上的一段核心程序=》Bios
      CMOS：存取速度慢，断电数据丢失，耗电量极低

      硬盘：
         机械硬盘:磁盘
            磁道：一圈数据，对应着一串二进制（1bit代表一个二进制位）
               8bit比特位=1Bytes字节
               1024Bytes=1KB
               1024KB=1MB
               1024MB=1GB
               1024GB=1TB
               1024TB=1PB

               200G=200*1000*1000B

            扇区：
               一个扇区通过为512Bytes
               站在硬盘的解读，一次性读写数据的最小单为为扇区

               操作系统一次性读写的单位是一个block块=》8扇区的大小=4096Bytes


            柱面

         固态硬盘
      IO延迟（*****）
         7200转/min
         120转/s
         1/120转/s=转一圈需要花费8ms

         平均寻道时间：机械手臂转到数据所在磁道需要花费的时间，受限于物理工艺水平，目前机械硬盘可以达到的是5ms

         平均延迟时间：转半圈需要花费4ms，受限于硬盘的转速

         IO延迟=平均寻道时间+平均延迟时间

         优化程序运行效率的一个核心法则：能从内存取数据，就不要从硬盘取


      虚拟内存

      IO设备=设备的控制+设备本身

   3、总线

   4、操作系统的启动流程（*****）

      BIOS介绍：

         BIOS：Basic Input Output System
         BIOS被写入ROM设备


      裸机：
         cpu
         ROM：充当内存，存放BIOS系统
         CMOS：充当硬盘


      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，系统则会要求用户安装设备驱动程序。
         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



      BIOS
         1、存有win10系统的光盘、u盘、移动硬盘：无密码
         2、本地硬盘上的win7系统：密码

      应用程序的启动流程（*****）
         1、双击exe快捷方式--》exe文件的绝对路径，就是在告诉操作系统
            说：我有一个应用程序要执行，应用程序的文件路径是（exe文件的绝对路径）

         2、操作系统会根据文件路径找到exe程序在硬盘的位置，控制其代码从硬盘加载到内存

         3、然后控制cpu从内存中读取刚刚读入内存的应用程序的代码执行，应用程序完成启动