一、编程

1、什么是编程?为何要编程?

  编程就是程序员用计算机所能理解的表达方式(即编程语言)来将自己的思维逻辑写下来,编程的结果就是一堆文件,这些文件称之为软件或程序。

2、什么是编程语言?

  语言就是一个事物与另外一个事物之间沟通的介质。编程语言即程序员与计算机之间的沟通介质。

3、编程的目的

  就是让计算机代替人类去工作,从而解放人力。

 

二、计算机的组成

冯诺依曼体系的计算机由五大部件组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备,如图所示:

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  运算器用来完成算术运算和逻辑运算,并将运算的中间结果暂存在运算器内。

  存储器用来存放数据和程序。

  控制器用来控制指挥、程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。

  输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式,常见的有键盘、鼠标等。

  输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式,如打印机输出、显示器输出等。

计算机的五大部件(又称五大子系统)在控制器的统一指挥下,有条不紊地自动工作。由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密,尤其在大规模集成电路制作工艺出现后,这两大部件往往集成在同一芯片上,因此,通常将它们合起来统称为中央处理器(Central Processing Unit,CPU)。把输入设备与输出设备简称为I/O设备(Input/Output Eqaip-ment)。

这样,现代计算机可认为由三大部分组成:CPU、I/O设备及主存储器(Maim Memory,MM),如图所示。CPU与主存储器合起来又可称为主机,I/O设备又可称为外部设备。

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三、运行程序的三大核心硬件

CPU、内存、硬盘

  CPU相当于人的大脑,负责控制和运算

  内存相当于人的记忆,负责临时存储,速度快

  硬盘相当于人所记录的东西,负责永久存储,容量大

 

四、存储器

计算机中第二重要的就是存储了,在理想情况下存储器的速度应当非常快,能跟上处理机的速度,容量也非常大而且价格还应很便宜。但目前无法同时满足这样三个条件。于是在现代计算机系统中,存储部件通常是采用层次结构来组织的。

如图所示,在存储层次中越往上,存储介质的访问速度越快,价格也越高,相对存储容量也越小。

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寄存器即L1缓存,用与CPU相同材质制造,与CPU一样快,因而CPU访问它无时延,典型容量是:在32位CPU中为32*32,在64位cpu中为64*64,在两种情况下容量均<1KB。

缓存一般称之为高速缓存,即L2缓存,主要解决CPU与主存之间速度不匹配的问题。其容量大于或远大于寄存器,而比内存约小两到三个数量级左右,从几十KB到几MB,访问速度快于主存储器。

主存又叫内存,有随机存取存储器(random access memory,RAM)和只读存储器(Read-Only Memory,ROM)之分,主存是易失性存储,断电后数据全部消失

 

五、磁盘

1、磁盘由磁头,磁道,扇区组成。

2、磁道:当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道。

3、每个磁道划成若干扇区,扇区典型的值是512字节。

4、数据都存放于一段一段的扇区,即磁道这个圆圈的一小段圆圈,从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间,其中:

平均寻道时间指硬盘在接收到系统指令后,磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间的平均值。

旋转延迟时间通过盘片的旋转,使得要读取的扇区转到读写头的下方,这段时间称为旋转延迟时间。

 

六、磁带

磁带也是内存之一,是用来存储东西的。它的存储量非常大,而且价钱便宜,常常用来做重要大型数据文件的备份,缺点是运行速度慢、效率低。

 

七、应用程序的启动流程

1、双击快捷方式

2、告诉操作系统一个文件路径

3、操作系统从硬盘读取文件加载到内存中

4、CPU从内存中取出指令,翻译成计算机识别的语言并执行

 

04-04 23:15