昨天滿滿雞湯，今天開足馬力——計算機原理筆記，第二天
小白成長之路，24k純手工打造。因為是憑著記憶總結的，筆記內應該會有錯誤，望指出，謝謝您的觀看！
錯誤留給未來的自己修改，讓那個我知道自己現在有多蠢，嘻嘻 ！！！
第一天 計算機原理
編程語言:
編程語言的概念:編程語言是程序員和計算機之間進行交流的一種介質
編程語言的功能:編程語言負責把人的想法寫入計算機中
編程語言的作用:幫助人便利的解決現實中的某些問題,解放人的勞動力
硬件設備:
計算機三大核心硬件設備:CPU、內存和硬盤
CPU:CPU是計算機的中央處理器,包括控制器和運算器
控制器:負責進行指令的接收與執行
運算器:負責算數運算和邏輯運算
X86-62:CPU的型號是X86,每次能提取62位的數據;62位的系統能運行64位和32位的軟件,32位的系統運行64位的軟件會丟失數據
復雜指令集:X86,PC機、服務器和筆記本電腦等使用的都是復雜指令集,可以完成更多的程序,精度不如精簡指令集
精簡指令集:車載導航、大型計算器(如:計算導彈軌跡的計算器)和手機等,精度高,可以完成的程序不如復雜指令集多
內存:主存器,負責從硬盤中提取數據提交給CPU,簡稱RAM
內存的優點:速度快
內存的缺點:斷電數據丟失,存儲內存小
硬盤:負責永久存儲數據
硬盤的優點:永久存儲數據,存儲內存大
硬盤的缺點:速度慢
機械硬盤:基於磁工作,類似於唱片機,通過機械手的旋轉進行數據讀取,包括磁道、柱面和扇區
磁道:磁盤的圓形軌跡
柱面:由兩塊圓形磁盤組成的一個幻想的圓柱體,每一部分磁道組成的柱面是一個盤,例如可以將柱面分成C盤、D盤和E盤等
扇區:將磁盤圓面分成多個扇區,每個扇區512KB的數據,增大機械手一次能尋找的數據大小,加快硬盤運轉速度
機械硬盤讀取的時間:平均延遲時間(機械手轉至磁道的時間,工業水平限制5ms)+平均尋找時間(7200轉速的機械硬 盤)=5+(1/7200(r/min)/60)/2=9.33ms
固態硬盤:基於電工作,相較於機械硬盤速度快...(未詳細介紹)
字節轉換：
1bit=1個二進制位
1Byte=8bit
1024B=1KB
1024KB=1MB
1024MB=1TB
1024TB=1PB
計算機的其他硬件設備：
輸入設備(I):例如鍵盤、鼠標、內存和硬盤等,輸入數據或者指令等
輸出設備(O):例如顯示屏、打印機、內存和硬盤等
註:內存和硬盤即是輸入設備也是輸出設備(IO),CPU未進行討論
L2級高速緩存:原理與內存相同,速度相比較內存塊,但存儲大小相比較內存小
多核CPU時:
INTEL:L2級緩存共享,但是有CPU提取數據的優先問題
AMD:L2級緩存不共享,一個CPU連接一個L2級高速緩存
L1級高速緩存:也稱寄存器,CPU中的存儲器,速度相比較L2級高速緩存快,但存儲大小相比較L2級高速緩存小
ROM（Read only memory):切斷電源後，存儲內容並不會消失，但是存儲器在工廠中就已經編程完了，無法修改
BIOS（Basic Input Output system）:基本的輸入輸出系統，相當於一個小小的操作系統
CMOS:一種特別的存儲器，由主板電池供電，可以用來保持時間的更新，可以提供操作系統所在盤的位置
進制算法:
十進制:逢十進一,十進制數內只包含0 1 2 3 4 5 6 7 8 9十個數
例如:123=1*(10^2)+2*(10^1)+3*(10^0)=123
二進制:逢二進一,二進制數內只包含0 1兩個數
例如:111=1*(2^2)+1*(2^1)+1*(2^0)=7
除2余數法:例如7(10)=0111(2):7/2=3 余1
3/2=1 余1
1/2=0 余1
啟動流程:
1.計算機加電
2.BIOS開始運行，檢測硬件：cpu、內存、硬盤等
3.BIOS讀取CMOS存儲器中的參數，選擇啟動設備
4.然後操作系統詢問BIOS，以獲得配置信息。
上課內容
1、python是什麽？
Python是一門編程語言
2、什麽是編程語言？（*****）
只要是語言，那語言的本質都一樣：語言是一種事物與另外一種事物溝通的介質
編程語言是程序員與計算機溝通的介質
3、什麽是編程？（*****）
編程指的是：程序員基於某種編程語言的語法格式將自己腦子中的想要讓計算機做的事寫到文件中
所以說編程的結果就是一堆文件，這一堆文件就是程序
4、為什麽要編程？（*****）
計算機就像是人的奴隸，編程的目的就是人想要奴役計算機，
讓計算機代替人類去工作，從而解放人力
5、計算機硬件基礎
cpu：x86-64（*****）
什麽是x86
什麽64位
cpu具有向下兼容性，即64的cpu可以執行32的程序
存儲器：（*****）
內存：內存條
優點：存取速度快
缺點：斷電數據丟失，容量小
外存：磁盤
優點：斷電數據也不丟失，可以永久保存數據，容量大
缺點：存取速度慢
了解：（**）
十進制
0 1 2 3 4 5 6 7 9
123
1*(10^2) + 2*(10^1) + 3*(10^0)=123
二進制
111
# 二進制轉十進制
1*(2^2)+1*(2^1) + 1*(2^0) = 7
# 十進制轉二進制（除2取余法）
存儲單位（***）
一個二進制位稱為1bit
8bit=1Bytes 稱為一個字節
1024Bytes = 1KB
1024KB=1MB
1024MB=1GB
1024GB=1TB
1024TB=1PB
補充存儲器：（**）
ROM->存儲BIOS的指令
BIOS：BASIC INPUT OUPUT SYSTEM
（*****）
對於磁盤來說，尋找到數據的總時間=平均尋道（5ms）+平均延遲時間（7200轉的磁盤該值等於4ms）
（**）
磁道
柱面
扇區
總結：
重點一：計算機的三大核心組件，以及它們的功能？
1、cpu
2、內存
3、硬盤
重點二：cpu、內存、硬盤的工作原理，解釋一個程序如何從無到有運行起來的？
6、操作系統
1、什麽是操作系統
2、為什麽要有操作系統（操作系統的作用是什麽？）
3、誰來調用操作系統
7、python基本語法
作業
- 答：編程語言是程序員和計算機之間進行溝通的介質；
編程是程序員基於某種編程語言的語法格式將自己的想法寫入計算機中；
編程可以為人類解決某些問題，解放人類勞動力
- 答：計算機五大組成部分為：
控制器:計算機的指揮系統。控制器通過地址訪問存儲器，從存儲器中取出指令，經譯碼器分析後，根據指令分析結果產生相應的操作控制信號作用於其他部件，使得各部件在控制器控制下有條不紊地協調工作。
運算器:實現算術運算和邏輯運算的部件。
存儲器:是計算機用來存放所有數據和程序的記憶部件。它的基本功能是按指定的地址存（寫）入或者取（讀）出信息。 計算機中的存儲器可分成兩大類：一類是內存儲器，簡稱內存或主存；另一類是外存儲器（輔助存儲器），簡稱外存或輔存。 存儲器由若幹個存儲單元組成，每個存儲單元都有一個地址，計算機通過地址對存儲單元進行讀寫。一個存儲器所包含的字節數稱為存儲容量，單位有B、KB、MB、GB、TB等。
輸入設備:是向計算機中輸入信息（程序、數據、聲音、文字、圖形、圖像等）的設備。常見的輸入設備有：鍵盤、鼠標、圖形掃描儀、觸摸屏、條形碼輸入器、光筆等。 外存儲器也是一種輸入設備。輸入設備的任務是把人們編好的程序和原始數據送到計算機中去，並且將他們轉換成計算機內存所能識別和接受的信息方式。輸入信息的形態可分為字符（包括漢字）輸入、圖形輸入、圖像輸入及語言輸入等。目前，常見的輸入設備有：鍵盤、鼠標、掃描儀等。輔助存儲器（磁盤、磁帶）也可以看作輸入設備。另外，自動控制和檢測系統中使用的模數（A/D）轉換裝置也是一種輸入設備。
輸出設備:主要有顯示器、打印機和繪圖儀等。外存儲器也當作一種輸出設備。輸出設備的任務是將計算機的處理結果以人或其他設備所能接受的形式送出計算機。目前最常用的輸出設備是打印機和顯示器。輔助存儲器也可以看做輸出設備。另外，數模（D/A）轉換裝置也是一種輸出設備。
CPU是由控制器、運算器和寄存器組成的
- 答：
存儲器有寄存器，高速緩存，內存，磁盤，磁帶.訪問時間由快到慢；容量由小到大：
4.答：CPU發出指令讓硬盤將相應程序的數據傳輸到內存上，內存儲存相應程序的數據，CPU在內存上取出指令，經譯碼器分析後，根據指令分析結果產生相應的操作控制信號作用於其他部件，使得各部件在控制器控制下有條不紊地協調工作,讓程序成功運行起來。
昨天滿滿雞湯，今天開足馬力——計算機原理筆記，第二天