1、cpu详解
cpu的分类与指令集
x86-64(*****)
x86是cpu的架构
cpu具有向下兼容性
64的cpu既能运行32位的程序也能运行64位的程序
内核态与用户态(*****)
代表cpu的两种工作状态
1、内核态:运行的程序是操作系统,可以操作计算机硬件
2、用户态:运行的程序是应用程序,不能操作计算机硬件
内核态与用户态的转换
应用程序的运行必然涉及到计算机硬件的操作,那就必须有用户态切换到
内核态下才能实现,所以计算机工作时在频繁发生内核态与用户态的转换
多线程与多核芯片
2核4线程:
2核代表有两个cpu,4线程指的是每个cpu都有两个线程=》假4核
4核8线程
4核代表有4个cpu,8线程指的是每个cpu都有两个线程=》假8核
2、存储器
RAM:内存 断电丢失
内存称之为主存(*****)
主存储器内的数据则是从输入单元所传输进来!而CPU处理完毕的数据也必须先写回主存储器中,最后数据才从主存储器传输到输出单元。
ROM:“只读内存” 无法更改且不丢失
存放计算机厂商写死计算机上的一段核心程序=》BIOS
CMOS:存取速度慢,断电数据丢失,耗电量极低
硬盘:
固态硬盘:读写快,常用于放系统
机械硬盘:磁盘
磁道:一圈数据,对应着一串二进制(1bit代表一个二进制位)
8bit比特位=1Bytes字节
1024Bytes=1KB
1024KB=1MB
1024MB=1GB
1024GB=1TB
1024TB=1PB
扇区:
一个扇区通过为512Bytes
站在硬盘的解读,一次性读写数据的最小单为为扇区
操作系统一次性读写的单位是一个block块=》8扇区的大小=4096Bytes
IO延迟(*****)
7200转/min=120转/s
转一圈需要花费时间=1/120转/s≈8ms
平均寻道时间:机械手臂转到数据所在磁道需要花费的时间,受限于物理工艺水平,目前机械硬盘 可以达到的是5ms
平均延迟时间:转半圈需要花费4ms,受限于硬盘的转速
IO延迟=平均寻道时间+平均延迟时间
优化程序运行效率的一个核心法则:能从内存取数据,就不要从硬盘取
虚拟内存 在虚拟机上可以把一部分硬盘当做内存用
3、操作系统的启动流程(*****)
1.计算机加电
2.BIOS开始运行,检测硬件:cpu、内存、硬盘等
3.BIOS读取CMOS存储器中的参数,选择启动设备
4.从启动设备上读取第一个扇区的内容(MBR主引导记录512字节,前446为引导信息,后64为分区信息,最后两个为标志位)
5.根据分区信息读入bootloader启动装载模块,启动操作系统
6.然后操作系统询问BIOS,以获得配置信息。对于每种设备,系统会检查其设备驱动程序是否存在,如果没有,系统则会要求用户按照设备驱动程序。一旦有了全部的设备驱动程序,操作系统就将它们调入内核
4.应用程序的启动流程(*****)
1、双击exe快捷方式--》exe文件的绝对路径,就是在告诉操作系统
说:我有一个应用程序要执行,应用程序的文件路径是(exe文件的绝对路径)
2、操作系统会根据文件路径找到exe程序在硬盘的位置,控制其代码从硬盘加载到内存
3、然后控制cpu从内存中读取刚刚读入内存的应用程序的代码执行,应用程序完成启动