我的Python成长之路---Day1.计算机硬件基础

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刚开始学Python的小白,自己创建的小博客,用来记录自己从零基础在Python的道路上慢慢成长。前期都是一些基础的东西,但是也很值得记录下来。后面会慢慢的写到Python的基础知识基础项目的实践。
Python的安装到官网上下载安装就好啦,我安装的版本是Python3.6.6
Pycharm也是自行下载安装激活的
有写的不对的地方敬请论坛各位大神指出,小子必定虚心接受并及时更改以免误人子弟。


1.什么是编程语言?

编程语言究根结底是一种语言,而语言是一种事物和另一种事物沟通的一种介质或者说是一种表达方式。例如人类之间的沟通可以通过汉语、English、日语、德语等等,而编程是计算机和人类之间进行沟通的方式,所以编程语言就是:程序员和计算机沟通的介质/表达方式。

2.什么是编程?为什么要编程?

编程的目的是要计算机能够代替人类去做一些复杂的、计算量大的工作,换句话说,编程的目的是人类将自己的思维逻辑用一种计算机能够理解并能够执行的方式去命令计算机去代替自己去工作。所以:
编程就是程序员用计算机所能理解的语言将自己的逻辑思维写下来,让计算机去执行。
不管用哪一种编程语言,最后的编程结果都是一堆文件。

3.编程的目的

编程的目的是人类通过编程去控制计算机替代人类去工作从而解放人力。

4.计算机硬件的五大组成部分:

1).控制器
2).运算器
3).存储器I/O(存储器包括内存和外存)
4).输入设备(Input)
5).输出设备(Output)

5.运行程序的三大核心硬件

1).CPU(控制器+运算器)
CPU主要由控制器和运算器组成所以它的的主要功能就是控制+运算。CPU就好比人类的大脑,内部集成了很多的指令集,其中包括精简的指令集(RISC)和复杂的指令集(CISC),这些指令集支持CPU可以进行高速的运算(500 MIPS(CPU运行指令数)),运算完成之后就是CPU发出指令来控制相应的硬件来执行命令的环节,所以CPU的工作流程是:读取指令>>分析指令>>执行指令
所有的软件的本质都是由一些代码组成,最终都要转换成CPU的指令集去执行。我们平时所见到的Windows10/7+版本+(x86)这里的x86指的是CPU的一种型号.还有就是下载软件的时候会见到:本软件适用于windows(64位/32位)这样的字样,这里的64和32指的是CPU从内存中一次可以取的最大数据位数,原因是计算机最终运行的都是一些二进制数字0和1(物理上的低电平和高电平),一个二进制数为一个Bit,例如:1111就占用了4个Bit,所以一个64位的系统表示CPU一次可以从内存中读取的数据位数最多为64个Bit,同理一个32位的系统一次可以从内存中读取的数据位数最多为32个。在这里CPU具有向下兼容性,也就是说32位的软件可以在32位的系统上运行,同时也可以在64位的系统中运行。而64位的软件只可以在64位的系统上运行。
CPU的两种工作状态:内核态与用户态
用户态:cpu执行用户程序/应用程序所处的状态,处于用户态不能控制硬件
内核态:cpu执行操作系统内核所处的状态,处于内核态能够控制硬件
查看自己的电脑CPU参数:
这里写图片描述
下载系统镜像时的镜像文件名称:(图片来自与MSDN网页截图,不知道会不会有侵权行为,如果有请联系作者,我会及时处理)
这里写图片描述
2).内存
内存在应用程序的运行过程中起到了关键的作用,CPU直接从硬盘中读取数据比较慢,大大占用了CPU的资源同时又发挥不出CPU的作用,如果将硬盘上的数据存储到内存中再从内存中传输到CPU中将会大大缩短CPU的读取数据时间从而提高CPU的工作效率。但是CPU是基于电工作的,所以断电之后内存中的所有数据都会丢失。
在这里附上计算机中的存储单位换算
1Bytes=8Bit
1KB=1024Bytes
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
1PB=1024PB
3).硬盘
硬盘主要分为固态硬盘和机械硬盘
现在一般电脑都采用的是机械硬盘,机械硬盘是由圆形的盘体和机械探手组成,在机械硬盘运行时盘体会高速转动,机械探手同时从硬盘的边缘凹槽处到盘体的磁道上寻找所需要的数据,从开始寻找到找到对应的磁道这个时间成为平均寻道时间(一个7200r/min的磁盘的平均寻道时间为5ms),从找到对应磁道到在磁道上找到相应数据所需要的时间成为平均延迟时间(一个7200r/min的磁盘的平均延迟时间为60s/7200约为8ms,取平均值为4ms),所以从硬盘上找到一个数据的延迟时间大约为9ms.

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