计算机原理(bilibili课程)

第一部分：计算机原理

(参考：哔哩哔哩课程)

#1.硬件

①电流控制开关：继电器(通电流就会生成磁，然后吸引上面的开关)，真空管，晶体管(主要材料是硅)

②二进制:计算机只用有无电流表示信息；当下我们用的十进制二进制可以表示所有数据，若来表示符号，有一一对应关系表，什么数值对应什么样的字符，如ASCII UTF编码表。

1byte=8bits

③布尔运算&逻辑门：可以解决任何数据计算问题，三个操作（AND OR NOT）,晶体管刚好可以实现布尔运算，逻辑门是可以理解为一个电路组件去实现布尔运算的操作。下图1是not的逻辑门电路

图二是逻辑门之间的相互作用

④ALU-Arithmetic logic unit（1个算术单元，1个逻辑单元组成）：

算术单元：数字计算方面，如加减法，乘除法，逻辑单元：做逻辑运算，比如数值测试

⑤寄存器：ALU做数值运算，算出的结果需要保存下来。电流是单向的

锁存器：一个锁存器可以存储一个bit，

寄存器：（一组8或多个锁存器组成的单元叫做寄存器）可以存一个数字，这个数字有多少位，叫做“位宽”

⑥内存：内存由寄存器组成，可以随时访问任何位置

是一块块的存放的，并且有对应的地址。下图1是bit地址，图2是8bits地址（对图1的抽象）

⑦CPU （寄存器，ALU，指挥区）

cpu任务：负责执行程序，程序由一个个指令组成。这些指令都有一个id，并存在内存中。

执行程序的过程（取RAM中的指令，解码，执行）fetch decode execute

例子：读取内存中的数据，和相应的指令，并对读取的数据做计算再写入内存中。

时钟速度：1hz 表示1秒一个周期(一个指令的执行)

算术指令会让ALU计算，内存指令会读写内存中的数据。

系统位数：是指cpu的寄存器位宽,32位系统就是cpu 位宽为32位，也可以说cpu单次处理数据的位宽，hz是cpu处理的频率。寻址能力最大为2**32（地址总线，是用来传输数据所在地址的，而32位系统一般有32根地址总线，那么所能传输的最大数据地址就是2**32），所以可用到的最大内存是4G。

指令和数据都存储在内存中，二者本质上无区别，都是二进制序列。

#2缓存CACHE

##1CPU里面的RAM，可以解决延迟

##2CPU与RAM之间有总线相连接

#3多核处理器

CPU里有多个独立处理单元

⑧编程

#1硬件编程

插线板编程，一个口子代表一个功能。

⑨机器码

机器码（计算机只能识别1和0），程序的高层次代码叫做伪代码（操作码表将伪代码转成二进制码）

编译器：专门将高级语言转成低级语言

1.compiler : 编译器，是一种电脑程序，它会将用某种编程语言写成的源代码，转换成另一种编程语言。

将我们写的代码翻译为计算机能解读、运行的低阶机器语言的程序，也就是可执行文件。

一个现代编译器的主要工作流程如下：源代码 → 预处理器 → 编译器 → 汇编程序 → 目标代码 → 链接器 → 可执行文件

2.解释性语言：是在运行的时候将程序翻译成机器语言（开发过程中没有编译的过程），言每执行一次就要翻译一次，效率比较低。

3.机器语言（machine language）是一种指令集的体系。这种指令集，称机器码（machine code），是电脑的CPU可直接解读的数据。

第二部分：文件及文件夹

bin文件夹：binary）这个文件夹里存放的是二进制可执行的文件，比如exe，msi，com等的都是二进制文件，双击就能运行。

当然bin文件夹里面也不是全部都是可执行文件，也有与可执行文件配套的其他组件

exe文件：executeable）以exe为扩展名的文件都是可执行文件或者说是应用文件，双击即可独立运行，其内容主要是一条一条可以被计算机理解和执行的指令，它的作用：可以指挥计算机完成各种复杂的任务.

DLL文件：dynamic link library又称“应用程序拓展”，是软件文件类型。在Windows中，许多应用程序并不是一个完整的可执行文件，它们被分割成一些相对独立的动态链接库，即DLL文件，放置于系统中。

dll中存放的是各类程序的函数(子过程)实现过程，当程序需要调用函数时需要先载入DLL，然后取得函数的地址，最后进行调用。使用DLL文件的好处是程序不需要在运行之初加载所有代码，只有在程序需要某个函数的时候才从DLL中取出。另外，使用DLL文件还可以减小程序的体积。

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