Linux学习笔记——计算机基础

deanyuancn

发布于 2021-2-2 09:26

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Part0–计算机基础

一.计算机相关概念

1.计算机与计算机系统：

计算机是可以存储、检索和处理数据的可编程的电子设备。
计算机系统分为硬件和软件，硬件和软件的结合使计算机能实现输入、处理、输出、存储等基本功能。

2.数据表示

位（Bit，Binary Digit）：计算机所能识别的最小信息单元），中文名也为比特。
字节（Byte）：1字节 = 8比特。
ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）：是一种用一个字节（8位）表示字符的编码方案，因为用计算机处理数据时，必须把字母、数字、符号等数据表示称计算机能理解的格式。
字（Word）：…

3.磁盘组织

计算机使用的信息存储在文件中。
文件通常存储在硬盘上，将硬盘分成更小的单元（目录）和子单元（子目录），并命名，也可以存储在其它存储媒介，如U盘、移动硬盘等。
计算机工作的文件存储在内存中。

二.计算机硬件

1.定义：

第一种定义：输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器
第二种定义：输入设备、输出设备、处理器单元、内部存储器、外部存储器。

2.各部分作用：

输入设备：用于向计算机输入指令或数据，例如键盘、扫描仪、鼠标等。
输出设备：用于接收计算机数据的输出，例如显示器、绘图仪等。
处理器单元（CPU）：控制计算机的行为。

【包含三个基本组成部分】：

（1）算术和逻辑算数单元（ALU）：执行算术运算和逻辑运算。
（2）寄存器：在CPU中存储指令和数据。
（3）控制单元（CU）：主要职责是从内存中存取指令和数据，并负责控制ALU。
内部存储器（简称内存）：保存当前程序的指令、处理的数据、执行程序指令时产生的中间结果。（注：内存只保存程序执行期间的临时数据）

【从使用功能上分类】：

（1）随机存储器（RAM）：是主要存放数据的地方，又称为“主存”或“内存条”，是计算机的工作存储器。计算机工作时，程序和数据临时存放在RAM中，RAM中的数据可以修改和删除。
（2）只读存储器（ROM）：永久保存计算机生产厂家放置在系统中的程序和数据。CPU只能从ROM中读取指令，不能更改、删除或覆盖。
外部存储器（简称外存）：是内存的扩展，但不能取代内存。

【相关知识】：

（1）内存比较昂贵，对计算机而言属于稀缺资源，而外部存储器价格相对便宜。
（2）主存的内容易失，所有有必要将程序和数据保存在其它介质上，这也就是外部存储器存在的一大意义。
（3）内存存储当前正在执行的程序和正在处理的数据，而外部存储器长期存储程序和数据。

【关于内部存储器与外部存储器的关系图】： Linux学习笔记——计算机基础-鸿蒙开发者社区

三、计算机软件

1.概念

计算机软件通常指计算机程序。
程序：是由计算机编程语言写成，用于控制计算机系统行为的指令集合。
软件分类：系统软件、应用软件。
【系统软件】
（1）系统软件是控制计算机内部功能的程序集合。
（2）系统软件中最重要的是操作系统，操作系统是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其它软件都必须在操作系统的支持下才能运行。
（3）其它系统软件包括DBMS等。
【应用软件】
（1）设计和编写应用软件的目的是在于个人、商业和科学环境中解决实际问题或者提供自动和有效的服务。
（2）例如：办公软件、多媒体软件、财务软件、游戏软件等。
（3）用户可以购买各种现成的程序，也可以采用某种计算机语言自己编写程序。

附、OS

1.OS的作用：

OS是系统控制者，它控制计算机所有软件和硬件。
OS是资源管理者，它控制着计算机的资源（内存、CPU时间片、外围设备等）。
OS是用户接口，提供用户操作计算机的界面。每个OS都有一个控制计算机操作的命令集，即用户接口（UI），用户接口是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介。

【用户接口】
（1）命令驱动式用户接口；
（2）菜单驱动式用户接口；
（3）图形用户接口。

2.OS的分层结构：

由外到内，自顶向下：用户->命令层->服务层->内核->硬件。

3.操作系统：

命令层：
（1）是OS中唯一直接与用户打交道的一层；
（2）也成为Shell（最外层），提供用户接口界面，对OS支持的特定命令集进行响应。

服务层：接收来自应用程序或命令层的服务请求，将它们转换成传送给内核的详细指令。如果有处理结果，它将被送回到请求服务的程序。

【由一组程序组成，提供如下服务】：

（1）访问I/O设备，如数据从应用程序传送到打印机；
（2）访问存储设备，如数据从硬盘传送到应用程序。
内核：
（1）操作系统的最内层，是唯一直接与硬件打交道的一层。
（2）只要改变内核就可以使同一OS在不同的硬件环境下运行。

4.操作系统环境：