编程基础

编程

语言是事物间沟通的介质。

编程是程序员将自己的思维逻辑以计算机能理解的表达方式表达出来，其结果是一堆文件。

编程的目的是：将人类的想法按照计算机能理解的表达方式传递给计算机，让计算机辅助甚至代替人力，从而达到取代人力，解放人力的效果。

编程语言

1. 机器语言：直接用二进制编程，直接操作计算机硬件

　　　　优点：执行效率高

　　　　缺点：开发速度慢，学习难度大

　　2.汇编语言：用英文字母标识二进制去编写程序，本质上仍是直接操作硬件

　　　　优点：执行效率较高，但比机器语言低

　　　　缺点：开发速度比机器语言快，但仍慢

　　3.高级语言：贴近人类语言，但是必须被翻译成二进制之后才能被计算机理解、执行

　　　　按照翻译方式可分为：

        　　　　编译型：一次性翻译，翻译后的结果可直接被计算机读懂，结果可反复执行

              　　　　 优点：执行效率高

              　　　　 缺点：调试程序麻烦、跨平台性不高

        　　　　解释型：逐行翻译，要先被翻译成中间语言（字节码），边翻译边执行

            　　　　   优点：方便调试程序、跨平台性高

              　　　　 缺点：执行效率低

计算机系统

完整的计算机系统分为三个部分：

       应用程序

       计算机操作系统：是 一个协调、管理、控制计算机硬件与软件的控制程序。

       计算机硬件

计算机硬件可分为CPU（控制器和运算器）、存储器（又称主存、I/O设备，有内存和外部存储设备）、输入设备、输出设备

CPU是向内存发出读取数据的请求。软件的执行都是由CPU执行，所有软件最终都要转化为CPU指令集去执行。CPU的指令集分为精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。

CPU有向下兼容性，也就是64位的CPU能取32位的 软件，但是32位的CPU不能取64位的软件。

寄存器》高速缓存》内存》磁盘》磁带，执行速度是由快到慢，造价由高到低，容量由小到大，是各有各的用处。

操作系统的启动流程：

加电-> Bios->自检（检测硬件）->CMOS->找启动硬盘->读取启动硬盘（读取第一个扇区512bytes，前446字节是引导信息，后64个是分区信息，最后两个是结束位标志）->加载bootloader（系统引导）->读取操作系统内核（接管bios任务，控制计算机）->请求bios检测是否有安装驱动程序（系统级别）

磁盘有两个重要概念：

       平均寻道时间：机械臂在磁盘上找到相应的磁道的平均时间为5ms（受限于硬件水平）

       平均延迟时间：机械臂在磁道上找到相应的数据起点的时间为4ms（与转速有关）

操作系统分为两个部分：

1. 接口程序：用于分配内存和访问文件
2. 内核程序

CPU的两种工作状态：

1. 内核态：CPU执行操作系统内核所处状态，能控制与计算
2. 用户态：CPU执行用户程序的状态，只用逻辑运算和数值运算

应用程序的启动流程：

       应用程序->将文件的启动路径提交给操作系统->操作系统根据路径把硬盘数据读入内存->操作系统调用CPU执行内存中刚读入的程序代码

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