python入门基础（计算机基础知识详解）

一、CPU详解

1.cpu分类与指令集

• x86-64(*****)
• cpu有向下兼容性
• 64位cpu既能运行64位的程序也能运行32位的程序

2.内核态与用户态（代表cpu的两种运行状态）

• 内核态：运行的程序是操作系统，可以操作计算机硬件
• 用户态：运行的程序是应用程序，不能操作计算机硬件

3.多线程与多核芯片

• 线程：一个物理核心模拟成2个逻辑核心
• 两核四线程：两核代表2个cpu，4线程代表每个cpu都包含两个线程 -> 伪4核
• 四核八线程：四核代表4个cpu，8线程代表每个cpu都包含两个线程 -> 伪8核

二、存储器

RAM（内存）

ROM（“只读内存”）

• 存放计算机厂商写死在计算机上的一段核心程序 -> BIOS

CMOS(由纽扣电池供电，存储少量配置信息)

• 存取速度慢，断电数据丢失，耗电量极低

硬盘

• 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

  商家：200GB = 200 * 1000 * 1000 B

• 扇区：
  一个扇区通常为512Bytes
  站在硬盘的角度解读，一次性读写数据最小的单位为扇区
  操作系统一次性读写的单位是一个block块 = 8扇区大小 = 4096Bytes

• 柱面
  硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，（即柱面是一个立体概念，磁道是一个平面概念，同一个盘面上的，柱面大小是所有盘面相同半径的磁道大小总和），称之为磁盘的柱面。

IO延迟（*****）

• 7200转/min = 120转/s
  1转需1/120s（8ms)
• 平均寻道时间：机械手臂转到数据所在磁道所花费的时间，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

当内存耗尽时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。

IO设备 = 设备的控制+设备本身

管理和控制计算机的所有输入/输出（I/O)设备是操作系统的主要功能之一

3、总线

总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束， 按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。

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. 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驱动程序，一旦有了驱动程序，操作系统就将它们调入内核

BIOS

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

应用程序的启动流程（*****）

• 双击exe快捷方式–》exe文件的绝对路径，就是在告诉操作系
  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）
• 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
• 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

本文地址：https://blog.csdn.net/qq_40555661/article/details/106220300