JAVAEE---计算机是如何组成的

电玩女神 2024-02-18 12:27 42阅读 0赞

**计算机=软件+硬件**

硬件是冯诺依曼体系结构，这个结构的精髓在于将存储和执行分开。

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这里存储器=内存+外存（硬盘，u盘，光碟等）

cpu是计算机的大脑，是计算机最核心的地方。

cpu中央处理：进行算术运算和逻辑判断。

存储空间

硬盘>内存>>cpu

访问速度与之相反。

cpu的基本架构

x86架构 inter amd

arm架构 苹果 高通（性能比较低，但待机时间长）

不同架构的cpu的指令集是不同的（指令集写死在cpu中）

cpu是通过门电路构成的。

多核cpu

cpu的核心：一个核心相当于一个完整的cpu，将这些核心放到一起组成一个大的cpu。

这里多个核心都要使用需要软件的配合，将一个大任务分成多个小任务来执行。

一个cpu当两个用（超线程技术）

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比如我这个电脑内核就是物理核心，是真实存在的。

逻辑处理器就叫做逻辑核心，我们使用可以认为有16个核心。

你可能会发现自己的电脑，物理核心和逻辑核心不是二倍的关系，这是因为大小核技术，大核代表两个逻辑核心，小核就是一个。

频率：描述cpu性能除了核心数还有频率

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我们关注这里的速度和基准速度就行

基准速度就是基础频率，速度就是当前的频率也叫睿频

3.20GHz代表一秒钟可以执行32亿次的指令

基准速度是单核每秒最少执行次数，是下限

睿频是动态变化的，它取决于当前任务的多少。是上限

指令

首先指令是在内存中的，cpu从内存中不断获取指令，解析，执行。

获取指令相比其他两个来说比较耗时，所以就使用缓存，流水线这样的操作来进行处理

解析就要用到我们上面说的指令集。

操作系统

上面说cpu是硬件的核心，那操作系统就是软件的核心

对下将硬件进行管理

对上给软件提供一个稳定的运行环境

这两条都是通过抽象，封装进行完成的，比如我们现在的一个个的问价就是对硬盘进行的抽象封装。

常见的操作系统有Windows，Linux（程序猿必备），Mac，iOS，Android。![69bfbfcd8b77411bb9e3eefb072c4de1.png][]

进程

**进程是系统分配资源的基本单位**

操作系统对进程描述（pcb），管理（链式结构，不是一条，一组，比较复杂）

pcb中的一些属性

pid：身份标识

内存指针（一组）：用来描述申请到的是哪些空间，来进行使用。

文件描述符表：当我们打开文件的时候要进行一个描述，记录

cpu：进程使用占cpu时间的比例

并发：其中包含并发和并行，并发是分时复用，描述一个核心上的变化，并行是多个核心同时执行，不过我们一般统称并发。

状态：就绪状态，阻塞状态

就绪状态就是随时可以调用，阻塞状态不应该被调用，例如，等待用户输入

优先级：进程调用的时间顺序都不是均匀的。

记账信息：用来对下一下调度的一个更改。

上下文：如果进程执行中被切换，应该将寄存器中一些值保存起来，下次调用的时候，在还给寄存器。

这里的保存就是存档，还给寄存器就是读档

当进程未执行的时候其实并不是都在内存中，而是在硬盘的swap区域，再次调用时直接从硬盘加载到内存中。防止内存不够。

进程之间独立运行，互补干扰，但有时我们需要它们的数据进行交互，这就谈到了进程间通信，例如：文件，网络

多线程---解决进程频繁创建销毁带来的开销

系统调度执行的基本单位

进程包含线程，每个线程是一条独立的执行流，可以单独对cpu进行调度所以状态，上下文，等都是每个线程由自己的一份。而它们的内存和文件描述符表，共用一份，就是进程的一份。多个进程之间互不影响，但一个进程中的多个线程会相互影响。一个线程挂掉，或者将数据弄坏了，会影响其他线程的进行。线程不易过多，过多让然会使调度开销过大。

多线程编程

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好像和之间输入结果没有什么区别但其实区别很大，我们后面再来讨论。

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