一、計算機組成原理
1.1 什么是計算機
計算機俗稱電腦,人類對計算機的期望是能夠讓計算機像人類大腦一樣去工作,從而解放人力。
1.2 為什么要用計算機
幫助人類去完成工作,從而解放人力。簡單點說就是人類想偷懶。有句話是這樣說的:“偷懶是人類發展的第一生產力”。
1.3 計算機的五大組成部分
計算機有五大組成部分(控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備),可以把計算機的五大組件比喻成人類的各種器官。
ps:控制器+運算器=CPU,cpu相當於人的大腦
1. 控制器
控制器是計算機的指揮系統,用來控制計算機其他組件的運行,相當於人類的大腦
2. 運算器
運算器是計算機的運算功能,用來做算術運算和邏輯運算,相當於人腦。
3. 存儲器
存儲器是計算機的記憶功能,用來存取數據。存儲器主要分為內存與外存。
- 內存(基於電工作):存取數據快,斷電數據丟失,只能臨時存儲數據。相當於人腦的記憶功能。
- 外存(硬盤,基於磁工作):存取速度慢。斷電數據不丟失,可以永久保存數據。相當於人的筆記本。
ps:內存的存取速度要遠遠高於外存
4. 輸入設備input
輸入設備是計算接收外界輸入數據的工具,如鍵盤、鼠標,相當於人的眼睛或耳朵。
5. 輸出設備ouput
輸出設備是計算機向外輸出數據的工具,如顯示器、打印機,相當於人說的話,寫出的文章。
ps:存儲器如內存、磁盤等既是輸入設備又是輸出設備,統稱為IO設備
1.4 程序運行與三大核心硬件的關系
程序一定是要運行於計算機硬件之上,而站在硬件的角度,與運行程序有關的三大核心硬件為CPU、內存、硬盤。速度:CPU>內存>硬盤。
- cpu存取的數據和指令都來自於內存(主存)
- 主存內的數據則是從輸入單元所傳輸過來的,而CPU處理完的樹也是從主存到輸出單元的。
程序最先是存放於硬盤中的,程序的運行是先從硬盤把代碼加載到內存中,然后cpu是從內存中讀取指令運行。
二、操作系統
2.1 操作系統的概念
操作系統是一個協調、管理、控制計算機硬件資源與應用軟件資源的一個控制程序。操作系統的功能就是幫我們把復雜的硬件的控制封裝成簡單的接口,對於開發應用程序來說只需要調用操作系統提供給我們的接口即可。
2.2 程序的區分
分為系統軟件和應用軟件。
- 系統軟件:控制底層硬件
- 應用軟件:應用程序相關邏輯
三、計算機系統三層結構
-
應用程序
-
操作系統
-
計算機硬件
四、平台
應用程序都是運行於操作系統之上,而操作系統則是運行於硬件之上的,所以承載應用程序的是一台運行有操作系統的計算機,稱之為應用程序的運行平台,即:硬件 + 操作系統 == 平台
常見的平台有:windows系統+某款硬件、linux系統+某款硬件、ubuntu+某款硬件等,我們在開發應用程序時就需要考慮到應用程序的跨平台性,如果能開發出一款可以在任意平台運行的應用程序,那對於開發者來說真是極大的福音。而決定應用軟件的跨平台性的關鍵因素往往是編程語言的選擇。