1.计算机的底层：
c盘D盘：磁盘的分区
磁盘能做到数据的长期存储
核心组件及性能参数
- 运算单元
- CPU（中央处理器）：包含运算器和控制器，执行指令的核心部件，处理速度最快（0.2纳秒）
- 内存：临时存储运行中的数据和指令，访问速度中等（20纳秒）
- 存储设备：
- 磁盘/固态硬盘：用于长期数据存储，访问速度较慢（30-50毫秒）
- 时间单位换算：1秒=1000毫秒=10^9纳秒，1毫秒=10^6纳秒
- 程序执行流程（以Hello.java为例）
- 源代码编译为Hello.class二进制文件
- 二进制文件存储于磁盘分区（如D盘、C盘）
- 运行时将指令和数据加载至内存
- CPU执行内存中的指令
- 数据存储机制 通过启动程序等机制，实现内存与磁盘间的数据交换，确保数据的持久化存储。
2.磁盘如何存储数据：
一、磁盘数据存储与读取
- 存储原理：利用磁体的南北极（S、N）来表示二进制数据（如 "1010"），通过这种磁信号的方式将数据长期存储在磁盘的磁道（同心圆结构）中。
- 读取原理：磁盘读取数据时，先将磁信号转换为电信号，经转换器处理后获取数据。
二、内存数据存储特点
内存通过电容（类似电池的结构）来存储数据，其特点是电脑关机后数据会消失，这是因为电容存储的电荷在断电后无法保持，所以内存仅用于临时存储数据。
| 存储设备 | 存储原理 | 数据持久性 |
|---|---|---|
| 磁盘 | 磁信号（南北极） | 长期存储 |
| 内存 | 电容（电荷） | 关机后消失 |
3.java程序在内存当中的运行过程：
一、Java 程序的编译与加载流程
- 编译阶段 ：使用
javac命令将Hello.java源代码文件编译为Hello.class字节码文件，该文件以二进制形式存储于磁盘 - 加载阶段 ：JVM 将
Hello.class文件从磁盘加载到内存的方法区，保留完整的类二进制信息
二、数据的存储与编码
- 源代码存储 ：
int a = 10;这样的源代码以utf-8编码存储在磁盘的Hello.java文件中，通过utf-8编码表将字符转换为二进制（如i对应01101001等）。 - 内存中数据表示 ：变量
a在内存中以十六进制和二进制形式存储，a的数值10对应二进制00000000000000000000000000001010。
三、Java 内存结构（运行时数据区）
内存分为栈 、堆 和方法区：
- 栈：用于存储局部变量等运行时数据。
- 堆：用于存储对象等动态分配的内存。
- 方法区：存储类的二进制信息、常量池等。
| 阶段 / 区域 | 内容 / 作用 |
|---|---|
| 编译 | javac将.java编译为.class |
| 加载 | .class文件加载到方法区 |
| 源代码编码 | 以utf-8将字符转为二进制 |
| 内存数据表示 | 变量以十六进制、二进制在内存存储 |
| 栈 | 存储局部变量 |
| 堆 | 存储对象 |
| 方法区 | 存储类的二进制信息等 |
4.操作系统：
一、硬件与指令传输
- 计算机硬件通过复杂的逻辑电路 （元器件 A、B）实现功能，导线中传输的是高低电压 ，以此表示二进制的 0 和 1，进而构成二进制指令（如机器语言中的
0110: 加法、1110: 移动等）。
二、编程语言的层级转换
- 机器语言：由二进制指令组成，是计算机直接识别的语言。
- 汇编语言 ：通过汇编器将汇编指令（如
add）转换为机器语言。 - 高级语言（C 语言）：通过编译器将 C 语言代码转换为汇编语言，再进一步转换为机器语言，最终在内存条中执行。
三、操作系统架构
- 操作系统内核 ：包含多个驱动器，计算机中每个硬件都对应一个驱动器，用于管理硬件资源。
- 软件层：运行各类应用程序，市面上常见的操作系统有 Windows、Linux、MACOS、Android、鸿蒙等。
| 层级 / 部分 | 内容 / 作用 |
|---|---|
| 硬件逻辑电路 | 传输高低电压，表示二进制 0 和 1 |
| 机器语言 | 二进制指令，计算机直接执行 |
| 汇编语言 | 通过汇编器转换为机器语言 |
| C 语言 | 通过编译器转换为汇编语言 |
| 操作系统内核 | 含多个驱动器，管理硬件 |
| 常见操作系统 | Windows、Linux、MACOS、Android、鸿蒙 |