2023计算机基础知识

计算机

图灵的灵魂，冯诺依曼的骨骼

cpu大脑 主板 内存 硬盘 外设

北桥芯片 南桥芯片 总线（系统总线，内存总线，IO总线）

cpu的哈佛结构 控制，运算，数据 mips指令集

内存 只读rom 读写ram 高速缓存cache，cpu内部

磁盘 磁道 扇区 512b 磁盘缓存 虚拟内存

外设 控制方法 中断，DMA，通道 与cpu通信 MMIO

数据运算 二进制，加减乘除，左移低位补0，右移判断逻辑还是算数，负数取反加1，高位溢出忽略；unicode

程序运行，预处理，编译，汇编，链接

动态链接，指针指向内存里共享程序

五层结构

应用层https协议 发送接收内容

传输层 tcp协议 数据完整，安全性 三次握手，四次挥手，防重

网络层 ip协议 路由器寻址 DNS技术 翻译域名

数据链路层 mac ARP技术 广播搜索mac

物理层 啥也不是的01

IP分类 A，B，C，D，E 主机号，网络号，确定网络地址段与主机数

无分类 CIDR

DHCP 动态分配IP 中继代理

NAT 转换ip

启动 主板通电 BIOS固化初始化程序运行 加载驱动 系统调用

MMU 虚拟内存与真实内存 管理 分段；分页 简单分页与多级分页 局部性原理效率高

用户空间与内核空间 32位64位大小有区别

电脑与进程和进程与线程 就像人与手 和 手与五指

每个进程有独立的用户态但有公共的内核态

每个线程有独立的寄存器和栈但可以共享同一个进程的代码，数据，与文件资源

并发单核cpu切换线程，并行才是真正的多核同时运行进程

进程状态 创建 就绪 运行 阻塞 结束

进程pcb结构 进程管理 存储管理 文件管理

进程调度 抢占与非抢占

进程通信 共享内存，管道，消息队列，信号量

主机通信 socket

linux系统 一切皆文件 索引节点与目录项 层级递归寻找文件

文件存储 逻辑块 4kb 8个扇区

虚拟文件

vfs 块分配 链表与数组

空闲空间管理 空闲表法 空闲链表法 位图法

设备管理

设备控制器有状态，命令，数据寄存器 分类 块，键盘与字符 鼠标

系统 调用 设备驱动程序 控制 设备控制器 控制 设备 消除差异化 通用块层