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计算机硬件介绍

时间:2017-05-22 16:34:13      阅读:117      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:loader   读写   制作   移动   mos   内容   指令集   请求   计算机   

计算机硬件介绍

 

1.编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系 :  编程是一种人与计算机之间沟通的语言,可以让计算机完成程序员所下达的工作;操作系统是一种软件,用来控制下层硬件。

2.应用程序-》操作系统-》硬件 :  应用程序被操作系统打开发送系统调用,操作系统操控硬盘调出数据,再反馈程序。

 

3. cpu-》内存-》磁盘 :  硬盘中的程序依靠CPU运行,CPU从内存中提取数据进行计算,所以硬盘中的程序要先提取到内存中。
 

4. cpu与寄存器 :  寄存器是用和CPU相同材质制作的存储设备运行速度高于内存和CPU一样快。

 

内核态与用户态及如何切换 :

用户态和内核态是CPU的两种工作状态。 

用户态:只能计算但不能控制硬件。      内核态:拥有CPU指令集中所有指令,可操控所有硬件功能。

软件不能对硬件进行操作,对操作系统发出系统调用,让操作系统对硬件进行操作,CPU中的PSW有一个二进制位控制用户态和内核态的切换,通过指令讲用户态切换成内核态,读取数据返还给操作系统,操作系统再将数据返还给软件。
 

5. 存储器系列,L1缓存,L2缓存,内存(RAM),EEPROM和闪存,CMOS与BIOS电池
 

L1缓存: 就是寄存器和CPU相同材质,运行速度和CPU一样快。

L2缓存: 比寄存器速度慢但高于内存。

内存(RAM): 读写速度比硬盘快,通电工作断电则丢失数据,负责临时存储。
EEPROM : 可擦可写。

闪存 : 基于电方式工作,断电后不会丢失内容,可永久存储,读写速度快于硬盘。

CMOS与BIOS电池 : CMOS存储器是易失性的,用于保持计算机当前时间与日期,还可以保存配置参数与BIOS系统。由一块小电池驱动,断电后仍可工作。

 

6. 磁盘结构,平均寻道时间,平均延迟时间,虚拟内存与MMU

 

磁盘结构 : 磁头、磁道、扇区(默认大小为512Bytes,是磁盘级别的最小读写单位)、柱面。  PS:操作系统级别的最小读写单位为 1Block=8*512Bytes

平均寻道时间 : 机械臂从硬盘的外圈往里转,直到找到数据所在的磁道,但不知道具体在磁道的什么位置。

平均延迟时间 : 机械臂到达正确磁道后必须要转到数据所在的扇区,这段时间是延迟时间,平均时间为机械臂转到整个磁道一半的时间。

虚拟内存与MMU : 虚拟内存是硬盘的一部分空间,将正在运行的程序到放内存中执行,不执行时放到硬盘的某处,成为虚拟内存,在Linux中成为SWAP;MMU是硬盘物理地址与虚拟内存地址的映射。

7. 磁带 : 比硬盘拥有更高的容量,速度低于硬盘,在地震、火灾中可移动性强,常用做备份。

 

8. 设备驱动与控制器 : 控制器是主板上各接口中的芯片,负责控制连接的设备,为操作系统屏蔽复杂而具体的工作;想要调用设备就要编写复杂而具体的程序,于是有了控制器提供设备驱动接口给操作系统,设备驱动必须安装在操作系统中。
 

9. 总线与南桥和北桥 : 总线就是连接所有设备传输的线;南桥连接慢速设备,北桥连接快速设备。

10. 操作系统的启动流程 : 计算机加电,按电源,BIOS运行,检测硬件,BIOS读取CMOS存储器中的参数,启动硬盘中扇区内容读入bootloader,启动操作系统,操作系统询问BIOS获得配置信息。

 

11. 应用程序的启动流程 : 用户使用鼠标双击软件快捷方式向操作系统发出请求,操作系统通过路径找到软件在硬盘的位置,提交给内存,CPU从内存提取数据并处理将结果反馈给操作系统,操作系统将软件打开。

 

1.编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系 :  编程是一种人与计算机之间沟通的语言,可以让计算机完成程序员所下达的工作;操作系统是一种软件,用来控制下层硬件。

2.应用程序-》操作系统-》硬件 :  应用程序被操作系统打开发送系统调用,操作系统操控硬盘调出数据,再反馈程序。

 

3. cpu-》内存-》磁盘 :  硬盘中的程序依靠CPU运行,CPU从内存中提取数据进行计算,所以硬盘中的程序要先提取到内存中。
 

4. cpu与寄存器 :  寄存器是用和CPU相同材质制作的存储设备运行速度高于内存和CPU一样快。

 

内核态与用户态及如何切换 :

用户态和内核态是CPU的两种工作状态。 

用户态:只能计算但不能控制硬件。      内核态:拥有CPU指令集中所有指令,可操控所有硬件功能。

软件不能对硬件进行操作,对操作系统发出系统调用,让操作系统对硬件进行操作,CPU中的PSW有一个二进制位控制用户态和内核态的切换,通过指令讲用户态切换成内核态,读取数据返还给操作系统,操作系统再将数据返还给软件。
 

5. 存储器系列,L1缓存,L2缓存,内存(RAM),EEPROM和闪存,CMOS与BIOS电池
 

L1缓存: 就是寄存器和CPU相同材质,运行速度和CPU一样快。

L2缓存: 比寄存器速度慢但高于内存。

内存(RAM): 读写速度比硬盘快,通电工作断电则丢失数据,负责临时存储。
EEPROM : 可擦可写。

闪存 : 基于电方式工作,断电后不会丢失内容,可永久存储,读写速度快于硬盘。

CMOS与BIOS电池 : CMOS存储器是易失性的,用于保持计算机当前时间与日期,还可以保存配置参数与BIOS系统。由一块小电池驱动,断电后仍可工作。

 

6. 磁盘结构,平均寻道时间,平均延迟时间,虚拟内存与MMU

 

磁盘结构 : 磁头、磁道、扇区(默认大小为512Bytes,是磁盘级别的最小读写单位)、柱面。  PS:操作系统级别的最小读写单位为 1Block=8*512Bytes

平均寻道时间 : 机械臂从硬盘的外圈往里转,直到找到数据所在的磁道,但不知道具体在磁道的什么位置。

平均延迟时间 : 机械臂到达正确磁道后必须要转到数据所在的扇区,这段时间是延迟时间,平均时间为机械臂转到整个磁道一半的时间。

虚拟内存与MMU : 虚拟内存是硬盘的一部分空间,将正在运行的程序到放内存中执行,不执行时放到硬盘的某处,成为虚拟内存,在Linux中成为SWAP;MMU是硬盘物理地址与虚拟内存地址的映射。

7. 磁带 : 比硬盘拥有更高的容量,速度低于硬盘,在地震、火灾中可移动性强,常用做备份。

 

8. 设备驱动与控制器 : 控制器是主板上各接口中的芯片,负责控制连接的设备,为操作系统屏蔽复杂而具体的工作;想要调用设备就要编写复杂而具体的程序,于是有了控制器提供设备驱动接口给操作系统,设备驱动必须安装在操作系统中。
 

9. 总线与南桥和北桥 : 总线就是连接所有设备传输的线;南桥连接慢速设备,北桥连接快速设备。

10. 操作系统的启动流程 : 计算机加电,按电源,BIOS运行,检测硬件,BIOS读取CMOS存储器中的参数,启动硬盘中扇区内容读入bootloader,启动操作系统,操作系统询问BIOS获得配置信息。

 

11. 应用程序的启动流程 : 用户使用鼠标双击软件快捷方式向操作系统发出请求,操作系统通过路径找到软件在硬盘的位置,提交给内存,CPU从内存提取数据并处理将结果反馈给操作系统,操作系统将软件打开。

计算机硬件介绍

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原文地址:http://www.cnblogs.com/lidagen/p/6889820.html

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