計算機和操作系統基礎


1.計算機基礎

一丶 計算機基礎小結

1.1 什么是編程語言

編程語言是人與計算機交流的介質

1.2 什么是編程

編程就是使用編程語言編寫一個個文件

1.3 為什么要編程

為了奴隸計算機,解放勞動力,幫人類完成一個個具體的任務

二丶計算機組成原理

2.1 計算機五大組成

2.1.1 CPU

2.1.1.2 運算器

​ 控制硬件

2.2.1.2 運算器

​ 進行邏輯運算+算術運算

2.1.2 內存

臨時存儲數據的硬件

​ ·優點(相較於外存):速度快

​ ·缺點(相較於外存):臨時存儲/斷電即消失

2.1.3 外存

永久存儲數據的硬件

​ ·優點(相比較於內存):永久存儲

​ ·缺點(相比較於內存):內存慢

2.1.4 輸入設備

輸入信息的硬件,比如鍵盤/鼠標/u盤

2.1.5 輸出設備

輸出信息的硬件,如顯示器/打印機/u盤

2.1.6 I/O設備

即可輸入信息,又可以輸出信息的硬件,成為I/O設備

2.2 32位和64位

2.2.1 32位

一次性能讀取32個二進制的操作系統

2.2.2 64位

一次性能讀取64個二進制位的操作系統

2.3 多核CPU

可以同時完成多件事的CPU,如4核CPU則一個大的CPU集成4個小的CPU

2.4 硬盤工作原理

2.4.1 機械硬盤工作原理

​ ·機械手臂:尋找數據

​ ·磁道:存儲數據

​ ·扇區:划分磁道

​ ·平常尋道時間:由於工業水平的限制,為5ms

​ ·平均延遲時間:以7200r/min 的硬盤為例,為4.15ms

​ 7200(r/min)/60=120(r/s)

​ 1/120(r/s) = 0.0083s = 8.3ms

​ 8.3/2=4.15ms

​ ·平均尋找數據時間:5+4.15=9.15ms

2.4.2 固態硬盤工作原理

​ ·基於算法和電存儲的外存

三丶計算機操作系統

3.1 文件是什么?

操作系統提供的一個虛擬單位

3.2 應用程序是什么?

應用程序其實就是一堆文件,用來完成具體的某個任務

3.3 操作系統能干什么

接受應用程序/人的外部指令,然后控制硬件

3.4 計算機的三大組成

3.4.1 應用程序

應用程序其實就是一堆文件,用來完成某個具體任務,與人/操作系統交互

3.4.2 操作系統

接受應用程序/人的外部指令,然后控制硬件,與人/應用程序/硬件交互

3.4.3 硬件

最終的目的是用來存儲數據,與操作系統交互

3.4.4 應用程序的啟動和操作系統的啟動

3.4.4.1 應用程序的啟動

​ 1.雙擊QQ(發送指令給操作系統)

​ 2.操作系統接收指令,將指令轉化成0和1發送給CPU

​ 3.CPU接收指令,發送給內存

​ 4.內存從硬盤中取出qq的程序,執行,打開qq

3.4.4.2 操作系統的啟動

​ 1.按下開機鍵

​ 2.臨時操作系統喚醒真正的操作系統

四丶變成語言的分類

4.1 機器語言

​ ·優點(匯編語言):執行效率高

​ ·優點(匯編語言):開發效率低

4.2 匯編語言

​ ·優點(機器語言):開發效率高

​ ·缺點(機器語言):執行效率低

4.3 高級語言

4.3.1 解釋型語言

類似於同聲傳譯,寫一句翻譯一句

​ ·優點(編譯型語言):開發效率高

​ ·缺點(編譯型語言):執行效率低

4.3.2 編譯型語言

類似於谷歌翻譯,寫完所有的代碼,一次性編譯后得到結果,並且可以保存,無法得到及時的報錯反饋

​ ·優點(解釋型語言):執行效率高

​ ·缺點(解釋型語言):開發效率低

五丶網絡的瓶頸效應

由於網絡傳輸的數據可能為10ms,而python的代碼運行時間為1ms,機器語言的代碼運行時間為0.001ms,在你上一段數據成功之前,無論你的代碼運行時間是1ms還是0.0000001ms,還是9ms,本質上沒有區別,這就是互聯網中的網絡的瓶頸效應。

2.Python解釋器和Python集成環境小結

一丶執行Python程序的兩種方式

1.1 交互式

在終端內輸入python3,然后輸入python代碼

1.2 命令行式

在終端內輸入python3 文本文件路徑

二丶執行Python程序的兩種IDE

2.1 Pycharm

2.2 Jupyter


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