python之计算机硬件

Python是一门编程语言,是特定的一类计算机识别的语言,方便程序员与计算机进行沟通

 类似与英语、日语、法语,用于各个不同国家和地区的人进行有效沟通的语言

 编程工作是指,程序员将自己想法以及让计算机完成的工作,通过某种编程语言写入到文件中,计算机去识别运行,从而代替人类完成更高效的工作

 所以说编程的结果就是一堆文件,这一堆文件就是程序

想要学习Python这门语言,必须要先了解计算机硬件和操作系统,因为Python的使用是作用在计算机上去实现操作的,通过操作系统去控制计算机各个部件系统完成程序运行,以达到人想要完成的效果。

计算机硬件五大部分:

部件

 

控制器

计算机的指挥系统。控制器通过地址访问存储器,从存储器中取出指令,经译码器分析后,根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件,使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。

运算器

实现算术运算和逻辑运算的部件

寄存器

是计算机用来存放所有数据和程序的记忆部件。它的基本功能是按指定的地址存(写)入或者取(读)出信息。 计算机中的存储器可分成两大类:一类是内存储器,简称内存或主存;另一类是外存储器(辅助存储器),简称外存或辅存。 存储器由若干个存储单元组成,每个存储单元都有一个地址,计算机通过地址对存储单元进行读写。一个存储器所包含的字节数称为存储容量,单位有B、KB、MB、GB、TB等。

输入设备

是向计算机中输入信息(程序、数据、声音、文字、图形、图像等)的设备。常见的输入设备有:键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。 外存储器也是一种输入设备。

输出设备

主要有显示器、打印机和绘图仪等。外存储器也当作一种输出设备

寄存器:

 

名称

 

 

包含

 

 

举例

 

优点

 

 

缺点

 

存储器

 内存(RAM)

         内存条

         存取速度快

断电数据丢失,容量小

        外存

           磁盘

  

  断电数据不丢失、永久保留数据、容量大

存取速度慢

        

存储器的种类,以及各个种类直接的速度与容量:

 

速度

 

存储器种类

 

容量

1ns

寄存器

<1KB

2ns

高速缓存

4MB

10ns

内存

512-2048MB

10ms

硬盘

200-1000GB

100s

磁带

400-800GB

 

cpu:x86-64

x86:代表CPU型号

64:代表每次处理64位二进制位,即8个字节

cpu具有向下兼容性,即64的cpu可以执行32的程序

可以说计算机的大脑就是CPU,它从内存中取指令->解码->执行,然后再取指->解码->执行下一条指令,周而复始,直至整个程序被执行完成。

进制演算(了解部分)

                   十进制(只有0-9 10个数字)

                            0 1 2 3 4 5 6 7 9

                            123

                            1*(10^2) + 2*(10^1) + 3*(10^0)=123

                           

                   二进制(用0 1表示的一串)

                            111

                            例如:二进制111转十进制后是7

                            1*(2^2)+1*(2^1) + 1*(2^0) = 7

            反验算:例如将

                            # 十进制转二进制(除2取余法)

                            余数倒着排序,即0111,又即111                    

存储单位换算

                   一个二进制位称为1bit

                   8bit=1Bytes 称为一个字节

                   1024Bytes = 1KB

                   1024KB=1MB

                   1024MB=1GB

                   1024GB=1TB

                   1024TB=1PB

                  

补充存储器(了解部分)

非易失性随机访问存储如ROMRead Only Memory,ROM)

ROM->存储BIOS的指令(BIOS:BASIC INPUT OUPUT SYSTEM)

EEPROM(Electrically Erasable PROM,电可擦除可编程ROM)和闪存(flash memory)也是非易失性的,

但是与ROM相反,他们可以擦除和重写。不过重写时花费的时间比写入RAM要多。在便携式电子设备中中,闪存通常作为存储媒介。闪存是数码相机中的胶卷,是便携式音译播放器的磁盘,还应用于固态硬盘。闪存在速度上介于RAM和磁盘之间,但与磁盘不同的是,闪存擦除的次数过多,就被磨损了。

还有一类存储器就是CMOS,它是易失性的,许多计算机利用CMOS存储器来保持当前时间和日期。CMOS存储器和递增时间的电路由一小块电池驱动,所以,即使计算机没有加电,时间也仍然可以正确地更新,除此之外CMOS还可以保存配置的参数,比如,哪一个是启动磁盘等,之所以采用CMOS是因为它耗电非常少,一块工厂原装电池往往能使用若干年,但是当电池失效时,相关的配置和时间等都将丢失

磁盘(了解部分)

磁盘是由机械臂、金属盘片组成的一个机械装置

磁道:每个磁头可以读取一段换新区域,称为磁道

柱面:把一个戈丁手臂位置上所以的磁道合起来,组成一个柱面

扇区:每个磁道划成若干扇区,扇区典型的值是512字节

数据都存放于一段一段的扇区,即磁道这个圆圈的一小段圆圈,从磁盘读取一段数据需要经历寻道时间和延迟时间

平均寻道时间:机械手臂从一个柱面随机移动到相邻的柱面的时间成为寻到时间,找到了磁道就以为着招到了数据所在的那个圈圈,但是还不知道数据具体这个圆圈的具体位置

平均延迟时间:机械臂到达正确的磁道之后还必须等待旋转到数据所在的扇区下,这段时间成为延迟时间

对于磁盘来说,寻找到数据的总时间=平均寻道(5ms)+平均延迟时间(7200转的磁盘该值等于4ms

 

当天总结:

                  

 重点一:计算机的三大核心组件,以及它们的功能?

             1、cpu:是人的大脑,负责控制全身和运算

             2、内存:是人的记忆,负责临时存储

             3、硬盘:是人的笔记本,负责永久存储                          

 重点二:cpu、内存、硬盘的工作原理,解释一个程序如何从无到有运行起来的?

从硬盘上运行一个程序,运行过程中将进程上传到内存中,CPU从内存中调取各个指令,再下发给计算机各个硬件协同工作完成程序正常运行。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/sehejs_a/article/details/83821028