15 Mar 18 電腦基礎，mar電腦基礎

15 Mar 18 電腦基礎，mar電腦基礎

電腦基礎

 

1. ** Python是一種（編程）語言

關鍵字（python） -- 單詞 （English）

文法 （python） -- 文法 （English）

--------------大量練習------------

程式 （python） -- 作文 （English）

 

程式設計語言： 程式員與電腦溝通的介質

編程： 程式員用電腦所能理解的表達方式（程式設計語言）把自己的思維邏輯寫下來， 編程的結果就是一堆檔案

編程的目的： 讓電腦按照人的邏輯執行程式，取代人力

 

2. ** 電腦系統組成

應用軟體/應用程式

作業系統（軟體）——控制硬體，服務軟體

電腦硬體 （CPU，記憶體，硬碟）

 

3. ** 電腦硬體的五大組成：

控制器 —— 指揮 —— CPU (處理器)

運算器 ——邏輯運算/數字運算 —— CPU（處理器）

儲存空間 （I/O裝置）： 記憶體（主存，RAM,  斷電無資料）， 外部儲存 （移動，硬碟）

輸入裝置 （input）

輸出裝置 （output）

 

輸入裝置 –》 記憶體 –》 CPU -》 輸出裝置嗎：CPU控制

裝軟體： 將應用程式軟體放在硬碟上

 

**硬體的三個重要組成： CPU，記憶體，硬碟

 

4. ** 微處理器 （CPU）：控制器 + 運算器

CPU功能：控制，運算

CPU的工作方式： 取指 –》 分析 –》 執行

 

硬碟 （作業系統） -》記憶體 –》 CPU

CPU從記憶體取資料

變快方式： 將機械硬碟換成固態硬碟

 

5. CPU的指令集：CPU中封裝一些具有準系統的指令集

精簡指令集 （指令短，功能少，執行快）

複雜指令集 （指令長，功能多，執行慢）——一般用於個人電腦，例如 x86

 

** 所用的軟體最終都要轉換成CPU的指令集去執行

** x86-64：該電腦CPU的指令集為x86

                  CPU從記憶體中一次取得資料量為64個位元位（bit）

 

6. ** 二進位：逢二進一

二進位 -》十進位：1111=1*2^ 3+1*2^2+1*2^1+1*2^0=2^4-1=15

十進位 –》二進位：除二取餘

電腦中啟動並執行是二進位

一個二進位位稱為一個bit（位元）： 111 為 三個位元位

 

8 bit = 1 bytes （位元組）

1024 bytes = 1 kb

1024kb = 1 mb （兆）

1024 mb = 1gb

1024 gb = 1tb

1024 tb = 1 pb

 

廠商： 1 gb = 1000 * 10000 * 1000 * 8 bit

 

7. ** CPU具有向下相容性 （64位的CPU可以相容32位的軟體）

以上情形下， 前32位置為0，後32位取自軟體

 

8. 寄存器：之中CPU中的儲存空間，將下一次仍需用的指令放入寄存器中，提高運行速度

 

在CPU效能固定的情形下，加快讀取速度-》減小CPU空閑時間 –》提高效率

速度比較：CPU》寄存器》記憶體》硬碟

摩爾定律：硬體每18個月更新一次

 

9. 儲存空間

寄存器（可降低CPU的等待時間）：易失性，速度快1ms，容量小《1kb

快取（可降低CPU的等待時間）：易失性，2ms，4mb，經常使用的資料放入快取

記憶體（RAM）：易失性； ROM（read only）：唯讀記憶體，速度快，無寫功能

快閃記憶體（flash）：能永存，可讀寫，速度大於磁碟小於記憶體，價格高於磁碟

硬碟

磁帶：主要用於備份，易攜帶，便宜

CMOS： 存系統時間以及啟動盤BIOS（basic input output system）的資訊， 時鐘晶片保證斷電時其正常運轉

 

10. BIOS: basic input output system

開機： BIOS –》 找到作業系統盤位置 –》啟動 windows etc.

裝系統： BIOS –》配置-》 重啟-》CMOS指定位置-》裝作業系統 –》重啟 –》CMOS指定硬碟 –》調取作業系統

若BIOS被加密： 扣電池可破解密碼裝置

 

11. ** 作業系統的啟動流程

加電

BIOS –》檢測硬體-》CMOS

找到啟動盤-》讀取第一個扇區（MBR），512B（ 前446為引導資訊， 中64為分區資訊， 後2為結束標誌位）

載入 bootloader

讀取作業系統核心到記憶體（接管BIOS的任務，控制電腦）

 

驅動：硬體廠商提供的控制硬體的檔案，可協助作業系統更好的控制硬體

 

12. ** 磁碟（機械硬碟）：兩張盤，四個盤面儲存

磁軌： 一圈二進位

扇區： 物理層面最小儲存單位，一個扇區=512位元組

作業系統操作硬碟：一個硬碟塊（block塊）= 8扇區 = 4 kb

柱面： 上下磁軌所夾的圓柱體的圓柱面

磁碟分割： 兩個柱面中所夾的磁軌和

 

磁碟震動易壞，多震動（坦克）上不能使用機械硬碟，可考慮固態硬碟

 

13. ** 平均尋道時間： 尋找到所在資訊磁軌的平均時間， 5ms

 

14. ** 平均延遲時間： 找到磁軌上資料所在位置的平均時間， 取決於轉速， 7200r/min 的轉速， 平均延遲時間為 4ms

旋轉一周的時間： 60/7200 = 8 ms， 8ms/2 = 4ms

 

15. 機械硬碟， 每進行一次I/O操作需要經曆以上的9ms 時間， 故而慢

每次I/O操作最多讀 512個扇區，4 kb

 

應用程式若能減少I/O操作，就可能更多的佔用CPU

 

16. ** MIPS： million instructions per seconds

普通CPU 500 MIPS左右

CPU 9ms 能讀4百萬左右條指令，故 9ms對於CPU來說是蠻長一段時間

 

17. 匯流排

PCI橋： 北橋， 連快速的

ISA 橋： 南橋， 連慢速的