在计算机的世界里,程序、进程与线程是几个极为关键的概念。程序就像是一份详尽的建筑蓝图,它是一系列指令的集合,存储在计算机的硬盘等存储介质中,本身是静态的,例如我们日常使用的各种软件安装包所包含的代码就是程序。而进程则是程序的一次动态执行过程,当我们双击打开一个程序时,操作系统就会为该程序创建一个进程,它拥有独立的内存空间、系统资源以及程序计数器等,就如同依据蓝图开始建造一座大厦,这个建造过程就是进程,每个进程都有自己的“施工场地”和“施工工具”。线程则是进程中的执行单元,一个进程可以包含多个线程,它们共享进程的资源,比如同一座大厦的不同施工小组,可同时进行不同部分的施工工作,如有的小组负责砌墙,有的负责布线等,这样能提高程序的执行效率和资源利用率。
再看计算机网络体系结构,它是为了使不同计算机之间能够进行通信而设计的分层模型。其中,最为著名的是 OSI 七层模型,从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。物理层负责处理物理介质上的信号传输,像是铺设网络电缆等基础工作;数据链路层则关注如何将数据帧准确无误地在相邻节点间传输;网络层主要进行寻址和路由选择,决定数据从源到目的地的路径;传输层提供端到端的可靠通信,如 TCP 协议保证数据的完整性和顺序性,UDP 则更注重传输效率;会话层建立、管理和终止会话;表示层处理数据的表示、加密和解密等;应用层直接与用户应用程序交互,例如 HTTP 协议用于网页浏览。不过在实际应用中,TCP/IP 四层模型更为常用,即网络接口层(涵盖了物理层和数据链路层的部分功能)、网络层、传输层和应用层,它简化了网络体系结构的设计与实现,成为了互联网通信的基石。
计算机硬件组成也是计算机运行的重要基础。主要包括中央处理器(CPU),它如同计算机的大脑,负责执行指令和进行数据运算;内存,用于暂时存储正在运行的程序和数据,其读写速度快,但断电后数据会丢失;硬盘等存储设备,用于长期存储大量的数据和程序,即使断电数据也能保存;主板则是连接各个硬件设备的平台,为它们提供电力和数据传输的通道;还有显卡负责处理图像显示相关任务,声卡处理音频等。这些硬件设备相互协作,共同支撑计算机系统的正常运行。
最后计算机网络分类。按覆盖范围可分为局域网(LAN),一般局限于较小的地理区域,如家庭、办公室或学校内的网络,其传输速度快、成本低;城域网(MAN),覆盖范围通常是一个城市,连接多个局域网;广域网(WAN),能覆盖更大的区域,甚至全球范围,例如互联网就是最大的广域网,它通过各种通信线路和设备将不同地区的网络连接在一起。按照拓扑结构又可分为总线型、星型、环型、树型和网状型等。总线型网络所有节点连接在一条总线上,共享总线带宽;星型网络以中心节点为核心,其他节点与之相连,可靠性较高;环型网络节点依次连接形成环状,数据单向传输;树型网络是分层结构,有根节点和分支节点;网状型网络则是节点之间有多条连接路径,具有很高的可靠性和冗余性,但成本也较高。