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第0章節——計算機概論

0.1.1計算機硬體的五大單元:輸入單元,輸出單元,CPU(中央處理器,是具有特殊功能的晶片)內部的算術邏輯單元,CPU內部的控制單元,記憶體。 0.1.2CPU的種類: (1)精簡指令集系統(RISC):當前適用範圍最廣 (2)複雜指令集系統(CISC):主要用於AMD,Intel,VIA等X86架構的計算機。 0.1.3介面裝置:主機板,儲存裝置,顯示裝置,網路裝置········ 0.1.4運作流程: CPU=大腦; 記憶體=大腦中的記錄區塊,起暫存作用; 硬碟=大腦中的記錄區塊; 主機板=神經系統; 介面裝置=手,眼,足·······; 顯示卡=腦袋中的影響; 電源=心臟; 0.1.5計算機分類:超級計算機,大型計算機(多個CPU),迷你計算機,工作站,微電腦; 0.1.6計算機上的計算單位:計算機上一bit為最小單位,其次是1Byte=8bit,需要注意的是計算機作業系統使用的是二進位制,而運營商,網路用的是十進位制。二進位制1M=1024,十進位制1M=1000。

0.2個人計算機架構和介面裝置 (當前兩大x86架構CPU生產商AMD和Intel) 0.2.1CPU 多核:所謂多核就是一個CPU外殼裡面含有 多個CPU。 CPU的頻率:CPU每秒工作的次數。頻率=外頻X倍頻。 CPU的外頻:CPU與外部進行運算資料傳輸的速度。 CPU的倍頻:CPU內部用於加速的一個倍速。 32位與64位:依據CPU能夠解析的字組大小即每秒鐘傳輸的最大資料量而有32和64位,此處位指的是位元位bit。 0.2.2記憶體 ROM只讀儲存器:只讀儲存器是一種在斷電的情況下也能將資料記錄下來的一種儲存器。 0.2.3顯示卡:顯示卡擁有記憶體,也擁有運算能力,廠商在顯示卡上面嵌入的一個3D加速的晶片,就叫作GPU。(解析度乘積等於總畫素,每個畫素佔用的記憶體乘總數=顯示卡至少需要的記憶體)。 0.2.4硬碟與儲存裝置:硬碟中的所有資料實際上是全部寫在碟片上的。碟片上儲存資料的最小單位是扇區,每個扇區大小恆為512bytes。整個硬碟為圓柱形,可以以一個平面扇區為基本單元計算整個硬碟的容量大小,類似於計算圓柱體的體積。 當前用於硬碟與系統之間傳輸資料的介面有以下幾種:IDE介面,SATA介面,SCSI介面。 緩衝儲存器:將硬碟中常用的資料儲存起來,以加速系統的讀取效能。 轉速:硬碟上主軸馬達轉動碟片來訪問資料的圈數。 0.2.5PCI適配卡:PCI介面可用於多種用途,如網絡卡,音效卡,特殊功能卡等。

0.3資料表示方式 0.3.1數字系統:計算機系統內採用二進位制, 只識別0和1;當我們寫入檔案的文字資料時,文字資料會由編碼對照表將文字資料對應轉化為由0和1組成然後的數字串,然後存入檔案中。同樣的,當我們需要讀取檔案中的資料時,數字串對應編碼對照表,將數字串轉換成對應的文字,然後輸出到顯示屏或者其他裝置上。常用的英文編碼表為ASCLL系統,這個編碼系統中,每個符號(英文,數字,符號等)都會佔用1B的記錄,由2的8次方種變化。國際組織ISO/IEC定製了的所謂Unicode編碼系統,即我們說的UTF8或者統一碼,解決了各個國家的亂碼問題。

0.4軟體程式執行 0.4.1機器程式和編譯程式:瞭解機器程式和編譯程式需要了解機器語言以及硬體的相關功能函式。機器程式和編譯程式不具有可移植性,即程式具有專一性。 0.4.2作業系統: ①作業系統核心:作業系統其實是一組重點在於管理計算機的所有活動以及驅動系統中的所有硬體的一組程式。這組程式能夠實現的功能的集合就叫作作業系統核心。(Kernel)。核心程在記憶體中所存放的位置是是受保護的,開機後一直存在記憶體當中。 ②系統呼叫(system call):作業系統通 常提供一整組的開發介面給工程師來開發軟體,工程師結合這些介面的引數,使用相應的程式語言編寫對應介面的程式,這樣核心就能執行該程式了。而作業系統提供的那些介面就屬於作業系統中的系統呼叫層。作業系統的角色大致由下圖表示: 這裡寫圖片描述

。 *作業系統的核心是直接參照硬體規格寫成的,因此同一個作業系統不能在不一樣的硬體架構下執行。作業系統只是在管理整個硬體資源,包括CPU,記憶體,輸入輸出裝置和系統檔案,而實現其他多媒體功能還需要其他的應用軟體。應用程式的開發都是參照作業系統提供的介面的,所以該應用程式只能夠在提供參考介面的作業系統上執行。 *核心的主要功能:核心的主要功能包括上面提到的系統呼叫介面,程式管理,記憶體管理,檔案系統管理,裝置驅動等。 **作業系統與驅動程式:驅動程式是作業系統中相當重要的一環,我們想要計算機使用某個硬體或者軟體的功能時,就需要計算機使用驅動程式驅動這些硬體或者軟體,通常作業系統會向開發商提供一些可以開發驅動程式的介面,基於這些介面,開發商開發相應硬體或者軟體的驅動程式,使作業系統可以執行這些硬體或者軟體。