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JavaEE初阶——计算机工作原理

news 来源：原创 2025/5/9 5:56:31

一、什么是JavaEE

JavaEE（Java Platform，Enterprise Edition）是sun公司（2009年4月20日甲骨文将其收购）推出的企业级应用程序版本。这个版本以前称为 J2EE。能够帮助我们开发和部署可移植、健壮、可伸缩且安全的服务器端 Java应用程序。Java EE 是在 Java SE 的基础上构建的，它提供Web 服务、组件模型、管理和通信 API，可以用来实现企业级的面向服务体系结构（service-oriented architecture，SOA）和 Web 3.0应用程序。

二、计算机是如何工作的

1.冯诺依曼体系（Von Neumann Architecture）

现代的计算机中，大多遵循冯诺依曼体系结构

结构包含：①CPU中央处理器（进行算术运算和逻辑判断）；②存储器（分为外存和内存，用于存储数据，使用二进制存储）；③输入设备（用户给计算机发号施令的设备）；④输出设备（计算机给用户汇报结果的设备）

2.CPU基本工作流程

2.1 逻辑门电路

可以实现1位（bit）的基本逻辑运算，下面举几个常见的例子

（1）非门

（2）与门

（3）或门

（4）异或门

2.2算术逻辑单元ALU

ALU是计算机进行算数，逻辑运算的核心部件，是计算机的数学大脑

2.3寄存器和内存

寄存器：寄存器就是附着在CPU中的高速存储单元，是CPU的得力干将。它的特点是速度极快，容量较小（通常只有几十个到几百个字节的容量，只能存储少量的关键数据和控制信息）。它可以在CPU执行算术运算和逻辑运算时，用来暂时存储参与运算的操作数和运算结果的！

内存：内存是计算机主要存储数据的设备之一，用于暂时存储 CPU 需要处理的数据和处理后的结果，速度没有寄存器快，但是比外部存储快很多，容量较大（一般有4GB—16GB甚至更高），它可以进行数据的存储，多任务处理。（要区分的是这里是内存，不是人们常说的手机多大内存的内存，这是一个容易误导广大消费者的错误说法，之后为了区分发明了“运行内存”这样一说，其实也是不对的，可以说为“内存和外存”）。

2.4控制单元CU

通俗来讲，CU就是指挥官，ALU就是CU的士兵，让干什么就得干什么。也就是说CU可以驱动ALU进行具体的计算工作！

2.5CU如何驱动ALU进行工作的？

这里我们就提到指令

那什么是指令呢？

所谓指令就是指导CPU进行工作的指令，主要有操作码+被操作数组成！

操作码就是要做的事情，被操作数是要做操作的数据

指令本身是一种数据，二进制保存在内存的某个区域

下面是一张简化后的指令表，真正的指令表比这个复杂很多

说明：RAM是内存；规定LOAD_A是00；LOAD_B是01

opcode（操作码）=>>op（operation操作）code（码）

约定：一条指令=4位操作码（opcode）+4位操作数

这里我们演示一段指令是如何执行的呢？

以上过程就是CPU执行一段指令的简要过程！

3.编程语言

3.1程序

程序就是一组指令需要处理一些数据

程序=指令+指令要处理的数据

3.2编程

注意：高级语言的一条语句往往对应很多条指令才可以完成

4.操作系统

操作系统是⼀组做计算机资源管理的软件的统称。⽬前常⻅的操作系统有：Windows系列、Unix系

列、Linux系列、OSX系列、Android系列、iOS系列、鸿蒙等。

操作系统可以对CPU的管理和应用

4.1进程

进程就是操作系统对正在运行的程序的一种抽象表示，也就是说，进程可以看作程序的一次运行过程

4.2进程控制块（PCB）

1.pid（进程id）进程的身份标识

2.内存指针（进程运行时，需要对内存的开销，占用资源）

3.文件描述表（需要硬盘也就是外存，进程读写文件需要open指定文件）

4.进程状态：就绪状态(随叫随到)；阻塞状态（不运行）

5.进程优先级：哪一个优先级高一点，哪一个进程吃CPU多一点（也就是消耗内存资源多一些）

就好比如，打大型游戏，和运行其他小软件，无疑是大游戏吃内存更多

6.进程的上下文

进程调度，执行一会失去CPU，过一段时间后，继续执行，必须从上一次断开的位置开始，不能从头来。把中间值保存到寄存器中

也就是游戏中的存档！

7.进程的记账信息

就是在一段时间内统计哪个进程对CPU的消耗多少，要是有个进程长时间没有消耗太多进程，则就会给这个进程倾斜一点资源！

谢谢大家的支持！有任何表述错误的地方，请大家指出来，博主积极改正并认真修改学习！