文章摘抄于矢泽久雄的《计算机是怎样跑起来的》，用于个人学习，内容有不当或错误的地方请见谅。让我们一起学习，共同进步。
文章目录
第一章 计算机三大原则
1.1三个根本性基础
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计算机是执行输入、运算、输出的机器
计算机硬件由大量IC（集成电路）组成，每块IC上有许多引脚（有些用于输入，有些输出）。
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程序是指令和数据的集合
指令–>控制计算机进行输入、运算、输出的命令。（组成函数、语句、方法等）
数据–>1.作为指令执行对象的输入数据。2.从指令执行结果得到的输出数据
编译：把用C语言等编程语言编写的源文件转换成用机器语言（原生代码）编写的文件（生成…exe文件 ，里 面是数值的罗列）无论哪个程序，其内容都是数值的罗列，每个数值要么是指令要么是数值。（怎么区分？）
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计算机的处理方式有时与人的思维习惯不同
计算机把什么都（如文字）转换成数字再做处理；
计算机协同工作指输入到一台计算机中的数据，可以通过互联网传送到与这台计算机相连的其他计算机上执行运算，运算所输出的结果再返回给这台计算机。（只要定义了指令和数据规范，装有符合规范的程序的计算机就可以相互协作了）
1.2计算机网络
1.按网络作用范围分类：广域网WAN、城域网MAN、局域网LAN、个人区域网PAN
LAN局域网：把一栋建筑物内或一间办公司内小规模网络称作LAN。
WAN：像互联网那样将企业和企业联结起来的大规模网络
2.按网络使用者分类：公用网、专用网
3.性能指标：速率，带宽，吞吐量，时延，往返时间RTT，利用率
第二章 试着制造一台计算机
计算机工作原理：CPU在时钟信号的控制下解释、执行内存中存储的程序，（CPU配合着由时钟发生器发出的滴答滴答的时钟信号，从内存读出指令，再依次对其进行解释和执行）按照程序中的指令从内存或I/O中把数据输入到CPU中，在CPU内部进行运算，再把运算结果输入到内存或I/O中。
2.1基础元件
- CPU
- 内存
- I/O
2.2连接电源、数据和地址总线
Z80CPU、TC5517和Z80 PIO上分别带有Vcc引脚（电路正常供电电压+5V）和GND引脚（接地的电压0V），将+5V和0V连接到时钟发生器上。连通电源后这些IC和时钟发生器就可以工作了。微型计算机的IC（数字IC），每个引脚要么0V，要么+5V，通过这两个电压与其他IC进行电信号的收发。除VCC和GVN上的电压，其他引脚上的电压会随着计算机操作在+5V和0V之间不断变化。
一个二进制数（数字IC上一个引脚所能表示的0或者1）所表示信息称为“1比特”，8比特为一个字节。
CPU上有“地址总线引脚”，Z80CPU的地址总线引脚有16个，用代号A0A15，A表示Address（地址）。015表示16位二进制数中各个数字位置，0为最低位，15为最高位。16个地址总线引脚所能指定地址有65536个（2的15次方）（即0000000000000000~1111111111111111）.因此Z80CPU可以指定65536个数据存取单元（内存存储单元或I/O地址），进行信息输入输出。
一旦指定存取数据的地址，就可以使用数据总线引脚进行数据的输入输出了。Z80CPU的数据总线引脚有8个，D0D7,D为Date，07为二进制各数的位置。可一次性输入8比特的数据。
内存的TC5517上也有（A0A10）和（D0D7）同Z80CPU上带有相同代号引脚相连。其可以存储2048个8比特的数据。但输入程序的指拨开关以8比特为单位指定内存地址，所以只使用（A0~A7）,其余连到0V上，只能用256个，
寄存器位于CPU和I/O中的数据存储器。Z80 PIO上有四个寄存器（端口A控制、端口A数据、端口B控制、端口B数据）端口就是I/O与外部设备之间输入输出数据的场所。Z80 PIO中D0~D7与CPU中带有相同代号的引脚连接。B/A和C/D分别连在Z80CPU的地址总线引脚A0和A1上。若赋予B/A（A上有横线）引脚1表示选中B，反之赋予0则表示选中A。
通过Z80CPU的A0A7地址总线引脚可以选择内存（TC5517）中的存储单元。使用Z80CPU的A0A1地址总线引脚也可以选择I/O (Z80 PIO) 中的寄存器。Z80CPU的A8~A15地址总线引脚尚未使用电路图中NC表示引脚什么都不用连接；对于只用于输入和输入输出两用的引脚，不需要使用时把引脚的电压固定成+5V或0V。
时钟信号
CPU和I/O的运转离不开时钟信号。为传输时钟信号需要把时钟信号8号引脚和Z80CPU的CLK（时钟）引脚、Z80 PIO的CLK引脚分别连接起来。时钟发生器的8号引脚与+5V之间的电阻用于清理时钟信号。
2.3区分读写对象是内存还是I/O
Z80CPU连接到TC5517和Z80PIO上，都使用了地址总线引脚A0和A1，CPU无法区分访问的是内存的存储单元还是I/O的寄存器
解决：
2.4控制引脚
这些引脚上输入输出的电信号具有控制IC的功能
2.5连接外部设备
通过DMA将数据上的数据存储到内存。
输入测试程序：按下Z80CPU上DMA请求开关。拨动用于指定地址的指拨开关，设定出第一行代码所在内存地址00000000，然后拨动用于输入程序的指拨开关，设定出程序代码00111110，然后按下用于向内存写入程序的按键开关，循环往复，输完后，按下用于重置CPU的按键开关，控制DMA请求的快动开关还原成关闭状态，同时程序运行。
第三章 体验一次手工编程
第四章 程序像河水一样流动
程序是用来在计算机上实现现实世界中的业务和娱乐活动，程序员需结合计算机特性（数据结构），用程序表示现实世界对问题的处理步骤（算法），即处理流程
通过流程图（顺序/循环/条件）
CPU中有各种各样的寄存器，PC（程序计数器）：负责存储内存地址，该地址指向下一条即将执行的指令。每解释执行完一条指令，PC寄存器的值就会自动被更新为下一条指令地址。（基本从内存低地址到高地址）
特殊程序流程–中断处理
计算机使程序的流程突然跳转到程序中的特定地方，这种跳转是通过CPU所具备的硬件功能实现。即由于外部原因使正常的程序中断，中断后再返回到之前流程的过程就是中断处理流程。（个人计算机上，中断请求是由连接到周边设备上I/O模块发出的–CPU上有接受I/O设备中断请求的引脚）
特殊程序流程–事件驱动
把用户在应用程序中点击鼠标或者敲击键盘这样的操作称为“事件”，负责检测事件的是Windows。Windows通过调用应用程序的WndProc()函数通知应用程序事件的发生。而应用程序根据实际的类型做出相应的处理，这种机制就是驱动。
第五章 与算法成为好朋友的七个要点
程序中的“哨兵”：一种含有特殊值的数据，可用于标识数据的结尾等，字符串末尾用0表示，链表末尾用-1表示等
5.1算法要点
1.要点一：算法中解决问题的步骤是明确且有限的
2.计算机不靠直觉而是机械的解决问题
3.了解并应用典型算法
4.利用计算机的处理速度
5.使用编程技巧提升程序执行速度
6.找出数字间的规律
7.先在纸上考虑算法
第六章 与数据结构成为好朋友的七个要点
变量：按变量所存储数据的大小被分配到的一块内存空间。（数据容器）
数组：连续分配的一块特定大小的内存空间
栈（LIFO）：先进后出（桶）
队（FIFO）：先进先出（排队）
链表：
6.1数据结构要点
1.了解内存和变量的关系
计算机所处理的数据都存储在M内存的IC中。内存被分成若干数据存储单元，每个单元存储一字节数据，且分配一个编号（地址），如果64M字节内存就有0到64M（M=100万）个地址。
定义的变量a被存储在哪块内存空间中由操作系统分配。
2.了解作为数据结构基础的数组
数组在内存中由操作系统分配一块连续的存储空间，并将其整体命名。
栈、队列、链表、二叉树这些数据结构是通过程序从逻辑上改变了内存的物理结构
3.了解栈和队列
相似：把不能立即处理的数据暂时存储起来。
栈：1.定义一个数组（栈的大小） 2.定义一个变量（存储了一个索引，指向存储在栈中最顶端的数据）
队列：一个任意大小的数组；2.用于存放排在队头的数据对应的索引的变量；3.用于存放排在队尾的数据对应的索 引的变量；4.一对儿函数，用于把数据存入队列中和从队列中把数据取出来
4.了解结构体组成
一旦完结结构体，就可以把结构体当作一种数据结构，用它来定义变量，在内存上分配了一块空间存储结构体的对象。巧妙运用结构体的数组就可以实现链表和二叉树。
5.了解链表和二叉树
定义一个指向下一个元素的指针。
第七章 面向对象编程
在面向对象编程中，类是对象的定义，而对象是类的实例。
7.1类有三种使用方法
1.仅调用类所持有的个别成员（函数和变量）；
2.在类的定义中包含其他类（组合）
3.继承已存在的类定义新的类
第八章 数据库
第九章 理解TCP/IP
网络：通过连接多台计算机所组成的、可用于交换信息的系统（互联网是网络的一种，时我们的计算机，和远在千里的计算机连接）
信息以电信号在网线传播，所以计算机彼此之间能进行信息交换。但为了交换信息，必须在发送者和接收者之间事先确定发送方式。这种对信息发送方式的规范或约束称为“协议”
LAN局域网：把一栋建筑物内或一间办公司内小规模网络称作LAN。
WAN：像互联网那样将企业和企业联结起来的大规模网络
TCP/IP：互联网所使用的一套标准协议
MAC地址：MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。
9.1实验环境
办公室内网络
路由器：负责将LAN连接到WAN上。路由器一端会先连接到互联网服务提供商思的路由器上。在服务提供商那里，又会将它们的路由器连接到其它路由器上，通过这种方式最终连入到互联网的主干线缆上。像把LAN这样的小网联结起来就能织成互联网的大网。
9.2网卡MAC地址
网络硬件
组建公司内部网络：1.安装到每台计算机的网卡；2.插到网卡上的网线；3.把网线汇集起来连在一处的集线器；4.用于接入互联网的路由器；注意这些硬件规格需相互匹配。
在以太网中，发送给一台计算机的电信号也可以被其他所有的计算机收到。用MAC地址的编号指定电信号的接收者。每块网卡的ROM中都预先烧录了一个唯一MAC地址（厂商编号和产品编号组成，独一无二）
9.3计算机IP地址
在TCP/IP网络中，除了硬件上的MAC地址，还需要为每台计算机设定一个软件编号（IP地址）。通常把设定IP地址的计算机称为“主机”，路由器算计算机的一种也有IP地址。TCP/IP中传输的数据都会携带MAC地址和IP地址两个地址。
IP地址是32比特的整数，每8比特为一组，用’.'分隔，分成4段表示。8比特换成整数0255，所以可用IP地址的整数0.0.0.0255.255.255.255，共计4294967296个。
子网掩码：标识哪一位到哪一位是网络地址，哪一位到哪一位是主机地址
IP与端口
浏览器请求-http://网络IP：端口 -------- 服务器响应
IP：定位到具体的服务器 127.0.0.1代表自己这台电脑，端口是自己定义的
端口：定位到具体的应用程序 （所有需要联网通信的应用程序都会占用一个端口号-0–65536之间）
9.4DHCP服务器作用
DHCP（动态主机设置协议）：计算机启动时会去从DHCP服务器获取IP地址和子网掩码。
9.5路由器
路由器工作原理：查看附加到数据上的IP地址中的网络地址部分，只要发现这个数据不是发送给LAN内计算机的，就把它发送到LAN外，即互联网的世界中。（当从公司内计算机向另一家公司计算机发送数据时，一个不属于LAN内计算机的IP地址会被发送到数据的发送目的地字段）
路由器是一个计算机，分布在各地的LAN中的路由器相互交换信息，这种信息称为“路由表”，用来记录应把数据转发到哪里。路由器是站在各个岔路口的指路人。
路由器路由过程
浏览其他网站主页，该网站web服务器上的数据要经过若干路由器的转发才能达到我们的计算机上，这种数据经过路由器转发的过程称为“路由”。
查看路由过程
第一行：作为实验对象的LAN内路由器IP
第二行：所租用互联网提供商的路由器
… ： 其他互联网提供商的路由器
第n行：另一对象所租用互联网提供商的路由器
第n行：另一对象的路由器
第n行：另一对象的web服务器
9.6DNS服务器
互联网中存在DNS（域名系统）的服务器。该服务器为我们把www.grapecity.com这样的域名解析为210.160.205.80这样的IP地址。
计算机有主机名，LAN有域名组合起来称作FQDN
DNS服务器通常部署在LAN中，记录FQDN和IP的对应关系表。世界范围内的DNS服务器通过相互合作运转起来。
9.7ARP
ARP（地址解析协议）：由IP地址到MAC地址的转换。（会将得到的对应关系缓存起来）
9.8TCP的作用及TCP/IP网络的层级模型
TCP/IP表示在网络上同时使用TCP和IP两种协议。
IP协议：用于指定数据发送目的地的IP地址以及通过路由器转发数据。
TCP协议：通过数据发送者和接收者相互回应对方发来的确认信号，可靠的传输数据。
第十章 数据加密
基本手段：字符编码的变换（构成明文的每个字符的编码分别变换成其他数值）
标签：计算机,引脚,摘要,笔记,地址,内存,数据,路由器 来源： https://blog.csdn.net/abhsdb/article/details/115563355
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