一、计算机组成原理
1.1 什么是计算机
计算机俗称电脑,人类对计算机的期望是能够让计算机像人类大脑一样去工作,从而解放人力。
1.2 为什么要用计算机
帮助人类去完成工作,从而解放人力。简单点说就是人类想偷懒。有句话是这样说的:“偷懒是人类发展的第一生产力”。
1.3 计算机的五大组成部分
计算机有五大组成部分(控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备),可以把计算机的五大组件比喻成人类的各种器官。
ps:控制器+运算器=CPU,cpu相当于人的大脑
1. 控制器
控制器是计算机的指挥系统,用来控制计算机其他组件的运行,相当于人类的大脑
2. 运算器
运算器是计算机的运算功能,用来做算术运算和逻辑运算,相当于人脑。
3. 存储器
存储器是计算机的记忆功能,用来存取数据。存储器主要分为内存与外存。
- 内存(基于电工作):存取数据快,断电数据丢失,只能临时存储数据。相当于人脑的记忆功能。
- 外存(硬盘,基于磁工作):存取速度慢。断电数据不丢失,可以永久保存数据。相当于人的笔记本。
ps:内存的存取速度要远远高于外存
4. 输入设备input
输入设备是计算接收外界输入数据的工具,如键盘、鼠标,相当于人的眼睛或耳朵。
5. 输出设备ouput
输出设备是计算机向外输出数据的工具,如显示器、打印机,相当于人说的话,写出的文章。
ps:存储器如内存、磁盘等既是输入设备又是输出设备,统称为IO设备
1.4 程序运行与三大核心硬件的关系
程序一定是要运行于计算机硬件之上,而站在硬件的角度,与运行程序有关的三大核心硬件为CPU、内存、硬盘。速度:CPU>内存>硬盘。
- cpu存取的数据和指令都来自于内存(主存)
- 主存内的数据则是从输入单元所传输过来的,而CPU处理完的树也是从主存到输出单元的。
程序最先是存放于硬盘中的,程序的运行是先从硬盘把代码加载到内存中,然后cpu是从内存中读取指令运行。
二、操作系统
2.1 操作系统的概念
操作系统是一个协调、管理、控制计算机硬件资源与应用软件资源的一个控制程序。操作系统的功能就是帮我们把复杂的硬件的控制封装成简单的接口,对于开发应用程序来说只需要调用操作系统提供给我们的接口即可。
2.2 程序的区分
分为系统软件和应用软件。
- 系统软件:控制底层硬件
- 应用软件:应用程序相关逻辑
三、计算机系统三层结构
-
应用程序
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操作系统
-
计算机硬件
四、平台
应用程序都是运行于操作系统之上,而操作系统则是运行于硬件之上的,所以承载应用程序的是一台运行有操作系统的计算机,称之为应用程序的运行平台,即:硬件 + 操作系统 == 平台
常见的平台有:windows系统+某款硬件、linux系统+某款硬件、ubuntu+某款硬件等,我们在开发应用程序时就需要考虑到应用程序的跨平台性,如果能开发出一款可以在任意平台运行的应用程序,那对于开发者来说真是极大的福音。而决定应用软件的跨平台性的关键因素往往是编程语言的选择。