老男孩python全栈day02

今日内容
1、cpu
cpu的分类与指令集
X86-64
内核态与用户态
多线程与多核芯片
2、存储器
RAM
ROM
CMOS
磁盘的结构
IO延迟
虚拟内存
IO设备=设备的控制+设备本身
3、总线
4、操作系统的启动流程

cpu的分类和指令集
1、精简指令集
2、复杂指令集
在这里插入图片描述

X80-64
X80:是cpu的型号
64:cpu从内存中一次性能取出64位的指令

cpu具有向下兼容性:64位的cpu即能运行32位的程序,也能运行64位程序

cpu<=寄存器<=内存<=硬盘
寄存器速度与cpu接近,远快于内存
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内核态与用户态 是cpu的两种工作状态。
cpu处于内核态时,运行的程序是操作系统,所有的指令集对外都开放;
cpu处于用户态时,只开放运算相关的指令集;
应用程序的运行必然涉及到计算机硬件的操作,那就必须由用户态切换到内核态下才能实现,所以计算机运行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核代表两个cpu,4线程代表每个cpu都有两个线程=》假4核
4核8线程=》假8核

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存储器
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RAM:内存
ROM:“只读内存”,存放计算机厂商写死在计算机上的一段核心程序=》BIOS(基本的输入输出操作系统)
CMOS:断电数据丢失,存取速度慢,耗电量低(用于主板的时钟芯片)
硬盘:
        机械硬盘:磁盘
                 磁道:一圈数据,对应着一串二进制,1G容量
                 扇区:一个扇区通过为1024Bytes,站在硬盘的角度,一次性读写数据的最小单位为扇区
                 操作系统一次性读写的单位是一个block块=》8个扇区的大小=》4096Bytes(可修改)
                 柱面
         IO延迟
                  平均延迟时间:7200转/min=120转/s => 转一圈要花费8ms===>转半圈花费4ms==
                  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,目前机械硬盘能达到的是5ms。
                  IO延迟=平均寻道时间+平均延迟时间(转速)
                  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

总线:
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操作系统启动流程:

BIOS:Basic Input Output System
BIOS被写入ROM设备
裸机:cpu、ROM(充当内存,存放BIOS系统)、CMOS(充当硬盘功能)
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