计算机基础知识（03）

一、cpu

1. cpu的分类与指令集： x86-64
   x86 表示cpu的架构或型号
   64表示cpu一次性可以读取64位
   cpu具有向下兼容性，即64的cpu既能运行32位的程序也能运行64位的程序
2. 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
3. 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的硬件的操作，那么就必须由用户态切换到内核态才能实现，所以计算机工作时在频繁发生内核态与用户态的转换
4. 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。相当于假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。相当于假8核

二、存储器

1. RAM:内存
2. 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
3. CMOS:存取速度慢，断电数据丢失，耗电量极低
4. 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
5. 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位为扇区
   操作系统一次性读写的单位是个block块 = 8扇区的大小=4096Bytes

三、IO延迟

假设一个硬盘的转速为：7200转/min
则每秒：120转/s
则转一圈的时间：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，目前机械硬盘的平均寻道时间是5ms
平均延迟时间: 转半圈需要花费4ms,受限于硬盘的转速
I0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

四、操作系统的启动流程

1. BIOS介绍:
   BIOS: Basic Input 0utput System
   BIOS被写入ROM设备
2. 裸机:
   cpu
   ROM:充当内存，存放BIOS系统
   CMOS:充当硬盘
3. 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 BI0S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Bs,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，系统则会要求用户按照设备驱动程序。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。

五、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