编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系：

　　作用：让计算机执行其命令

　　关系：通过操作系统使编程语言更方便的使用硬件资源

应用程序--操作系统--硬件：

　　应用程序：用户使用的能使硬件行使特定功能的软件

　　操作系统：为用户管理硬件资源的软件程序

　　硬件：硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式

CPU--内存--磁盘：

　　CPU：运算处理

　　内存：为CPU提供快速数据读取的容器

　　磁盘：存储数据

CPU与寄存器，内核态与用户态及如何切换

　　CPU：取指令--解码--执行

　　寄存器：存储重要的临时数据

　　用户态与内核态切换：由于处于用户态的应用程序没有权限访问硬件，要访问硬件时，操作系统会使CPU切换为具有访问硬件权限的内核态来访问硬件，访问结束后再切换为

　　用户态继续应用程序的运行

存储器系列，L1缓存，L2缓存，内存（RAM），EEPROM和闪存，BIOS与CMOS电池

　　储存器：名称　　　　响应时间　　容量

　　　　　　寄存器　　　　1ns　　　　<1KB

　　　　　　高速缓存　　　2ns　　　　4MB

　　　　　　内存　　　　　10ns　　　　2G

　　　　　　硬盘　　　　　10ms　　　　1TB

　　　　　　磁带　　　　　100s　　　　0.8TB(便宜)

　　L1缓存：与CPU材质相同，读取速度非常快，容量极低，断电数据消失

　　L2缓存：在CPU内部或与CPU相邻，读取速度很快，容量比L1大一些，断电数据消失

　　内存（RAM）：应用程序（系统）的文件都会加载到其中共CPU读取，速度相对L2慢，容量很大，断电数据消失

　　EEPROM：电可擦除可编程只读储存器

　　闪存：速度在内存与硬盘之间，可读写，次数过多会损坏

　　BIOS：基础输入输出系统，为电脑开机时选择硬盘引导等

　　CMOS+电池：CMOS为易失的（断电就没）储存介质，用于保存当前时间和日期，由于耗电非常低，用电池可以一直供电N年

磁盘结构，平均寻道时间，平均延迟时间，虚拟内存与MMU：

　　硬盘结构：主要有盘面，磁头，轴，电机等组成

　　平均寻道时间：从一个柱面移动到与其相邻的柱面的时间

　　平均延时时间：磁头在正确的磁道上移动到数据所在的扇区所用的时间

　　虚拟内存：帮助RAM在存储不下时辅助存储的一种技术，非必要，速度取决于硬盘速度

　　MMU：CPU的一个部件，储存管理单元，可快速的映射内存地址

磁带：

　　在相同成本下，比硬盘有更大的存储容量，储存速度慢，一般用于备份

设备驱动与控制器：

　　设备驱动：使硬件设备能在操作系统下正常运行应用程序，一般硬件厂商提供

　　控制器：CPU不是唯一的智能设备，每个硬件都有各自的状态寄存器，这些寄存器用来启动、停止、初始化设备以及对设备进行诊断

总线与南桥和北桥：

　　总线：CPU、内存以及I/O设备都由一条系统总线（bus）连接起来并通过总线与其他设备通信（如下图）

　　北桥即PCI桥：连接高速设备

　　南桥即ISA桥：连接慢速设备（如下图）

操作系统的启动流程：

　　BIOS--MBR--(bootloader)GRUB--Kernel

　　BIOS：基础输入输出系统，开机先执行，选择启动硬件顺序等

　　MBR：硬盘的第一个扇区（446引导信息，64分区信息，2字节标志信息）

　　GRUB：允许用户在计算机内拥有多个操作系统，多操作系统启动程序

　　Kernel：启动选择的系统内核，系统启动

应用程序的启动流程：

　　PATH--APP--RAM--CPU--硬件

　　PATH：让系统找到运行应用的文件路径

　　APP：执行APP

　　RAM：将APP的文件导入计算机内存中

　　CPU：掉指令--解码--执行，若应用需要调用硬件资源，CPU会从用户态切换内核态来调用系统资源后，再切换成用户态来处理应用软件

　　硬件：将运行结果反映在硬件上（显示器，音响等）

参考：http://www.cnblogs.com/linhaifeng/p/6523843.html

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