編程語言的作用：程序員編程的本質就是讓計算機去工作，而編程語言就是程序員與計算機溝通的介質
操作系統和硬件之間的關系：操作系統的出現就是運行于硬件之上，來控制硬件的，我們開發時，只需要調用操作系統為我們提供的簡單而優雅的接口就可以了
cpu是人的大腦，負責運算，CPU有向下兼容性
64位處理器可以跑為32位處理器編寫的程序，反之則不行
內存是人的記憶，負責臨時存儲
硬盤是人的筆記本，負責永久存儲
輸入設備是耳朵或眼睛，負責接收外部的信息傳給cpu
輸出設備是你的表情，負責經過處理后輸出的結果
以上所有的設備都通過總線連接，總線相當于人的神經
寄存器：通用寄存器，程序計數器，堆棧指針，程序狀態字寄存。比內存運行速度高，和CPU處理速度差不多
通用寄存器：除了用來保存變量和結果的通用寄存器除外
程序計數器：保存了將要取出的下一條指令的內存地址。在指令取出后，程序計算器就被更新以便執行后期的指令
堆棧指針：它指向內存中當前堆棧的頂端
程序狀態字寄存（PSW）：包含了條碼位，CPU優先級，模式（用戶態或內核態），以及各種其他控制位（可以通過應用軟件驅動硬件）
內核態與用戶態：除了在嵌入式系統中的非常簡答的CPU之外，多數CPU都有兩種模式，即內核態與用戶態。
通常，PSW中有一個二進制位控制這兩種模式。
內核態：當cpu在內核態運行時，cpu可以執行指令集中所有的指令，很明顯，所有的指令中包含了使用硬件的所有功能，（操作系統在內核態下運行，從而可以訪問整個硬件）
用戶態：用戶程序在用戶態下運行，僅僅只能執行cpu整個指令集的一個子集，該子集中不包含操作硬件功能的部分，因此，一般情況下，在用戶態中有關I/O和內存保護（操作系統占用的內存是受保護的，不能被別的程序占用），當然，在用戶態下，將PSW中的模式設置成內核態也是禁止的。
內核態與用戶態切換
用戶態下工作的軟件不能操作硬件，但是我們的軟件比如暴風影音，一定會有操作硬件的需求，比如從磁盤上讀一個電影文件，那就必須經歷從用戶態切換到內核態的過程，為此，用戶程序必須使用系統調用（system call），系統調用陷入內核并調用操作系統，TRAP指令把用戶態切換成內核態，并啟用操作系統從而獲得服務。
存儲器系列：
先上一張圖：
寄存器:L1緩存,用與cpu相同材質制造，與cpu一樣快，因而cpu訪問它無時延，典型容量是：在32位cpu中為32*32，在64位cpu中為64*64，在兩種情況下容量均<1KB。
高速緩存:L2緩存,主要由硬件控制高速緩存的存取，內存中有高速緩存行按照0~64字節為行0，64~127為行1。。。最常用的高速緩存行放置在cpu內部或者非常接近cpu的高速緩存中。
，比如，多數操作系統在內存中保留頻繁使用的文件（的一部分），以避免從磁盤中重復地調用這些文件，類似的/root/a/b/c/d/e/f/a.txt的長路徑名轉換成該文件所在的磁盤地址的結果然后放入緩存，可以避免重復尋找地址，還有一個web頁面的url地址轉換為網絡地址(IP)地址后，這個轉換結果也可以緩存起來供將來使用。
再往下一層是主存，此乃存儲器系統的主力，主存通常稱為隨機訪問存儲RAM，就是我們通常所說的內存，容量一直在不斷攀升，所有不能再高速緩存中找到的，都會到主存中找，主存是易失性存儲，斷電后數據全部消失
還有一類存儲器就是CMOS，它是易失性的，許多計算機利用CMOS存儲器來保持當前時間和日期。CMOS存儲器和遞增時間的電路由一小塊電池驅動，所以，即使計算機沒有加電，時間也仍然可以正確地更新，除此之外CMOS還可以保存配置的參數，比如，哪一個是啟動磁盤等，之所以采用CMOS是因為它耗電非常少，一塊工廠原裝電池往往能使用若干年，但是當電池失效時，相關的配置和時間等都將丟失
磁盤（硬盤）：磁盤低速的原因是因為它一種機械裝置，在磁盤中有一個或多個金屬盤片，它們以5400，7200或更高速度旋轉，從邊緣開始有一個機械臂懸在盤面上，這類似于老式黑膠唱片機上的拾音臂。信息卸載磁盤上的一些列的同心圓上，是一連串的2進制位（稱為bit位），為了統計方法，8個bit稱為一個字節bytes，1024bytes=1k，1024k=1M，1024M=1G,所以我們平時所說的磁盤容量最終指的就是磁盤能寫多少個2進制位。
數據都存放于一段一段的扇區，即磁道這個圓圈的一小段圓圈，從磁盤讀取一段數據需要經歷尋道時間和延遲時間
平均尋道時間
機械手臂從一個柱面隨機移動到相鄰的柱面的時間成為尋道時間，找到了磁道就以為著招到了數據所在的那個圈圈，但是還不知道數據具體這個圓圈的具體位置
平均延遲時間
機械臂到達正確的磁道之后還必須等待旋轉到數據所在的扇區下，這段時間成為延遲時間
虛擬內存：
許多計算機支持虛擬內存機制，該機制使計算機可以運行大與物理內存的程序，方法是將正在使用的程序放入內存去執行，而暫時不需要執行的程序放到磁盤的某塊地方，這塊地方成為虛擬內存，在linux中稱為swap,這種機制的核心在于快速的映射內存地址，由CPU中的一個部分負責，成為存儲器管理單元
磁帶：因其大容量，在地震水災火災時可移動性強等特性，常被用來做備份
設備驅動：每個硬件廠商都會為自己的硬件添加支持各種操作系統的接口，方便該操作系統的CPU調用驅動
控制器：通常情況下對設備的控制是非常復雜和具體的，控制器的任務就是為操作系統屏蔽這些復雜而具體的工作，提供給操作系統一個簡單而清晰的接口
總線：處理I/O設備及cpu到存儲器
北橋即PCI橋：連接高速設備
南橋即ISA橋：連接慢速設備
操作系統的啟動流程：在計算機的主板上有一個基本的輸入輸出程序（Basic? Input Output system)
BIOS就相當于一個小的操作系統，它有底層的I/O軟件，包括讀鍵盤，寫屏幕，進行磁盤I/O,該程序存放于一非易失性閃存RAM中
1.計算機加電
2.BIOS開始運行，檢測硬件：cpu、內存、硬盤等
3.BIOS讀取CMOS存儲器中的參數，選擇啟動設備
4.從啟動設備上讀取第一個扇區的內容（MBR主引導記錄512字節，前446為引導信息，后64為分區信息，最后兩個為標志位）
5.根據分區信息讀入bootloader啟動裝載模塊，啟動操作系統
6.然后操作系統詢問BIOS，以獲得配置信息。對于每種設備，系統會檢查其設備驅動程序是否存在，如果沒有，系統則會要求用戶按照設備驅動程序。一旦有了全部的設備驅動程序，操作系統就將它們調入內核。然后初始有關的表格（如進程表），穿件需要的進程，并在每個終端上啟動登錄程序或GUI
應用程序的啟動流程：
