計算機與硬件基礎

    說到計算機的發展,不得提到美國科學家馮·諾依曼。從20世紀初,物理學和電子學科學家們就在爭論製造可以進行數值計算的機器應該採用什麼樣的結構。人們被十進制這個人類習慣的計數方法所困擾。所以,那時以研製模擬計算機的呼聲更爲響亮和有力。早期的計算機以加電和掉電進行數據的運算,然而卻無法用精確的電壓值表示數據。20世紀30年代中期,美國科學家馮·諾依曼大膽的提出:拋棄十進制,採用二進制(用有無電壓(電平)表示數據)作爲數字計算機的數制基礎。同時,他還說預先編制計算程序,然後由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執行數值計算工作。

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    經過硬、軟件技術的迭代更新,後來的計算機體系結構如下:

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    簡言之,硬件加軟件就構成了計算機。軟件就是計算機能識別並處理完成用戶預期功能的程序代碼,也可以叫做應用程序。操作系統作爲重要的軟件之一,它是用來做什麼的呢?

    應用程序的功能通常需要調用計算機的底層硬件才能實現,然而一般的應用程序是不太可能直接調用底層硬件的,原因是因爲CPU的工作模式分爲內核模式和用戶模式,當調用底層硬件或者獲取敏感資源時,需要讓cpu工作在內核模式下,而一般的應用程序沒有這種特權指令,因此就需要OS將調用接口抽象成易用的形式供程序調用。

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