计算机组成
五大组成部分 控制器：控制计算机指挥系统，负责控制计算机的使用组成部分 运算器：负责运算（控制器+运算器=CPU） 存储器：负责存，取数据 内存：基于电工作（短期存储） 优点：读取数据速度快 缺点：断电数据消失 外存：基于磁工作（长期存储） 优点：永久存取数据 缺点：读取数据速度慢 输入设备（input）：键盘，鼠标 输出设备（output）：显示屏，音响 ------------------------------------------------------------------------- 以上功能想象成人类的身体器官： 控制器：类似于人类大脑 运算器：类似于人类大脑负责运算与逻辑 存储器：类型于人类的记忆力 内存：短期记忆（可能就记住了一个小时，一天） 外存：笔记本（记录起来） 输入设备:类型于人类嘴巴，要说出来 输出设备：类型于人类耳朵，听进去 以上所有的功能是由电线连接而成，而电线相当于人类的神经
三大核心硬件
应用程序：就是一个软件
操作系统：操作系统就是一个控制计算机硬资源与软件的操作，控制计算机基本运行
计算机硬件：最底层的硬件
平台：就是计算机工作的环境
平台 = 操作系统 + 计算机硬件
如果要运行一个程序，经历的底层过程
1.程序最先是存储于硬盘的（计算机硬件）
2.要使用某个程序要先把数据加载到内存
3.然后CPU再从内存中读取指令
4.最后显示在显示屏上
处理器
CPU分2种，32位（X86）和64位（X86-64）
CPU具有向下兼容性，就像USB3.0可以兼容USB2.0一样，64位的CPU既可以运行64位的程序，同样也可以运行32位的程序。
#通常将运算器和控制器合称为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。 #其中运算器用来主要负责程序运算与逻辑判断，控制器则主要协调各组件和各单元的工作，所以CPU的工作主要在于管理和运算。 #可以说计算机的大脑就是CPU，它从内存中取指令->解码->执行 #CPU读取的数据都是从主存储器（内存）来的！ #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。
内核态与用户态
#除了在嵌入式系统中的非常简答的CPU之外，多数CPU都有两种模式，即内核态与用户态。 #内核态：当cpu在内核态运行时，cpu可以执行指令集中所有的指令，很明显，所有的指令中包含了使用硬件的所有功能 #用户态：用户程序在用户态下运行，仅仅只能执行cpu整个指令集的一个子集，该子集中不包含操作硬件功能的部分， #因此，一般情况下，在用户态中有关I/O和内存保护（操作系统占用的内存是受保护的，不能被别的程序占用）， #当然，在用户态下，将PSW中的模式设置成内核态也是禁止的。 #CPU的两种工作状态：内核态与用户态
代表CPU的2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
存储器
存储器用于提高CPU取内存的数据
RAM
随机存取存储器（英语：Random Access Memory，缩写：RAM），也就是内存。
常说的也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。
优点：可读可写，读写速度快，最快DDR4标准的内存读写速度高达50000MB/s
缺点：一旦断电，数据就会丢失
ROM
ROM 是 read only memory的简称，表示只读存储器。
只读存储器（ROM）是一种在正常工作时其存储的数据固定不变，其中的数据只能读出，不能写入。
即使断电也能够保留数据，要想在只读存储器中存入或改变数据，必须具备特定的条件。
优点：即使断电也可以保存数据
CMOS
是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片。
在电脑主板上用来保存BIOS设置完电脑硬件参数后的数据，这个芯片仅仅是用来存放数据的。
优点：可读可写，可保存数据，耗电量极低
缺点：读写速度慢，断电数据会丢失
硬盘
电脑硬盘是计算机最主要的存储设备，主要分为 “机械硬盘” 和 “固态硬盘” 2种。
机械硬盘（HDD：Hard Drive Disk）
磁道：一圈数据，对应着一串二进制（1bit代表一个二进制位）
单位换算：
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
IO延迟：
以一个7200rpm的硬盘为例：
7200rpm也就是7200转 / 分钟
120转 / 秒
1次转动花费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
IO设备=设备的控制+设备本身
常见的机械硬盘接口：SATA
优点：存储容量大，价格便宜，使用寿命长。
缺点：读写速度慢，最快读写速度约为300M/s；有噪音；震荡易损坏；功耗大。
固态硬盘（SSD：Solid State Disk）
俗固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。
SSD由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。
常见的固态硬盘接口：SATA、M.2、PCI-E
优点：读写速度快，最快读写速度约为5000M/s；轻便、功耗小、抗震防摔。
缺点：最大容量小于机械硬盘；价格高；因为擦写次数的限制，寿命短。
操作系统
操作系统概念：操作系统是一个协调，管理，控制计算机的硬件资源与应用软件资源的一个控制程序。
作用：
- .控制计算机硬件基础运行
- .硬件复杂操作封装成简单功能，给上层应用程序使用
软件是计算机的灵魂分为：
- 系统软件
- 应用软件
计算机三层结构：
- 应用程序
- 操作系统
- 计算机硬件
平台：操作系统+计算机硬件
软件跨平台：可以在任意平台上运行
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、硬盘等把一个存放 win 的系统加载到内存，存放代码到内存是看不到盘符（C盘,D盘），根据硬盘容量在位置存储后重启
3.根据分区信息读入bootloader启动装载模块，启动操作系统
4.把内存中 win 系统代码拷贝到硬盘，然后把硬盘（USB）启动位置调到最前的位置
应用程序的启动流程
1.双击快捷方式
2.告诉操作系统一个文件路径
3.操作系统从硬盘读取文件到内存中
4.cpu从内存中读取数据执行