計算機體系結構：運算器+控制器=CPU中央處理單元
運算器：就是一個加法器，只能做二進制計算，算數和邏輯運算，如加減乘除，移位
控制器：控制協調運算器和存儲器交流，接受控制指令，指示運算器如何運算，指示在存儲器裏存 儲數據存取位置
存儲器：編址存儲設備，8位一字節，存放數據和指令，不能保存數據，指令，剛加電時裏面是空的
I/O設備（輸入和輸出）：硬盤，網卡，性能最差，輸入 輸出設備，用來人與計算機打交道，硬 盤也屬於一種輸入輸出設備
關係：控制器協調着把存儲器的哪個存儲單元裏面的數據讀取到運算器上
主板上的各類總線提供五大部件連接線通路
總線BUS：數據，控制信號傳輸
1.地址總線：尋址
2.控制總線
3.數據總線
4.線路複用：加數，被加數（數據），指令都可以在此線路傳輸
Cpu每個針腳代表一種功能（運算方式）
CPU指令集規定了1和0各種拼湊方式代表什麼意義，硬件應該如何執行
CPU時鐘頻率：Ghz爲單位 4Ghz代表最大1秒鐘變化40多億次，傳輸40多億個數據，通過晶體管震盪實現開關閉合打開製造出0和1
緩存：高速存儲器，可以從內存中複製部分常用數據，直接交給CPU，也用來協調硬盤與內存CPU速率差異，連接CPU和內存（內存速度跟不上CPU，需要緩存）一級，二級，三級，數字越小和CPU速度相差越小，預取機制，遵循空間局部性和時間局部性，緩存造價高昂
read ahead：預取，預先加載到緩存中
寄存器：CPU中用來暫時存儲傳入的數據的，讓CPU有記憶功能
中斷：CPU通過中斷控制器來判斷和區分輸入輸出設備是哪一個，外圍設備只有靠不停中斷來與CPU交互
敲鍵盤時，鍵盤會發出中斷信號給cpu，告訴cpu鍵盤發生狀況了，來瞧一下
可編程中斷控制器：上面每一根線表示通過向量連接多個設備
Tip：中斷多了也會影響cpu性能
4G內存需要32個二進制數字編碼，因爲2的32次方是4G，所以32位的計算機總線最多尋址4G內存，因爲只有32根總線，每根線只表示0和1 64位就是4G個4G
ROM：只讀存儲器，適用於計算機的指令，這些指令可以映射到內存中，因爲RAM沒有斷電保存的功能。這些指令可以告訴計算機檢測輸入輸出設備等，用於POST加電自檢
前端總線（FSB）：
北橋：高速總線控制器，需要大量數據，高頻率交換（鏈接CPU和內存）
現在一般把高速的輸入輸出設備（如固態硬盤直接接到北橋上，速度更快。離CPU較近，告訴總線控制器----快速實現數據交換
南橋：低速總線控制器---連接各種外圍設備，硬盤，鍵盤，鼠標，通過總線連接到北橋
如何讓系統更快：固態硬盤直接連接在北橋上
虛擬機：硬件+軟件一起模擬實現硬件功能
CPU虛擬化：將CPU被切割成時間片
內存虛擬：線性地址空間---=每個進程自身認爲自己有3G內存空間（還有1G給內核），事實上並不是
虛擬機內存：將本來已經虛擬的內存再進行虛擬，物理地址空間虛擬爲線性地址空間
爲了方便地和計算機打交道，有了操作系統，可以封裝底層計算能力，抽象爲統一接口，讓程序員無需基於二進制編程，這樣程序員就可以面向操作系統寫程序了，簡單了很多。特權指令只能由內核代爲執行，普通指令則程序自己可以調用執行
kernel內核功能：
進程管理
內存管理
文件系統
網絡功能
硬件驅動
安全機制
內核調用
system call（內核接收其他程序的請求）
malloc(), free() 申請內存和釋放內存的兩個系統調用
庫調用：封裝系統調用
liberal call
解釋器，編譯器，虛擬機
API（庫）：一種高級語言與計算機交互的環境 庫被調用纔可以執行。硬件與編程語言之間的兼容層，讓多種語言能在多種硬件平臺上運行
庫：一堆程序，沒有執行入口，可以被其他程序調用執行，不能被獨立執行
將底層系統調用組合起來，做成一個更高級的接口，方便程序和硬件打交道，一些公共的程序，所有程序都會用到它
二進制編程--->微碼編程（彙編語言）--->系統調用編程(基於操作系統)---->庫調用編程(c,c++庫)---->高級語言編程(基於各種編譯器或解釋器)
POS: Portable Operating System POSIX
一種規則-----可移植操作系統規範，在不同平臺寫的程序可以相互兼容（API相同）
編譯 彙編 鏈接 執行
彙編：彙編語言轉換爲計算機認識的二進制代碼
編譯：其他語言轉換爲彙編語言的過程
Windows共享庫：.dll文件動態鏈接庫
Linux庫：.so文件 共享對象，一份庫誰都可以用，極大節約資源，極大地節約了內存
NUMA：非一致性內存訪問，每一顆CPU都有自己專有的內存空間，不過需要進程和CPU綁定。
程序運行：向內核申請佔據CPU執行指令
寫的程序一旦編譯後就只能在特定平臺上運行了，但是java不是這樣的
應用程序是否能運行還依賴於支持哪種架構的CPU
API：編譯前
ABI：編譯後
CPU架構類型：
x86
x64
arm
m68000,m68k
power
powerpc
ultrasparc
alpha
安騰