计算机导论学习记录（一）

这个作业的目标	<自我介绍以及学习内容的系列记录>
这个作业属于哪个课程	https://edu.cnblogs.com/campus/fzzcxy/2023learning
这个作业要求在哪里	https://www.bilibili.com/video/BV1EW411u7th/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=2d58080e4c0c391c5f011713fd8b09b4

一、自我介绍

• 我的基本信息，性格，爱好

  • 基本信息：我叫戴龙星，性别男，今年十八岁，就读于福州大学至诚学院。我现在是计算机系计算机科学与技术专业中2022级的一员（学建筑太难咧，只能转专业咯）。
  • 性格：听同学和朋友说，我是一个沙雕且快乐的人；听亲戚和家人说，我是一个沉默寡言不爱运动的人；而我觉得我就是一个和陌生人不怎么说话，但和朋友聊得很嗨的典型社恐人。悲
  • 爱好：平时有时间就弹弹吉他，玩玩游戏，看看动画啥的，体育类的一概不感兴趣。有时候会把自己很喜欢的曲子认真地弹熟练了，然后录下来留给以后做纪念。因为曲子一段时间不弹就会忘（记性不太好呜呜呜呜）。

• 大学第一学期的做的好与坏

  • 好：没逃过课，作业有都按时完成，期末考试没有挂科（话说这不是应该的吗？）。每个月生活费控制在1200人民币以内，而且暑假打工也赚了五千块钱，能替父母减点负担就减点负担。
  • 不好：没能坚持运动，英语也没有好好学下来（高中是学日语的），遗憾的事太多了，都怪自己懒……

• 目前学习过的计算机知识

  • 计算机导论：寒假在b站看过关于计算机基础的速成课，同时这个速成课也是老师要求看的·。视频讲的很好，计算机历史、计算机组成结构以及计算机运行原理也都讲的很清楚，下面是课程链接。

    计算机科学速成课

  • C语言：最近才开始学的，现在还在学习c语言基础知识，也是b站的课程。

    c语言

• 这个寒假以及之后的一个学期我想做的事

  • 考英语四级：我的英语水平非常薄弱，简直可以称为零基础，所以考英语四级感觉太难了，不过我会每天坚持背单词，到时候能过就过吧。

  • 学完c语言课程：我想要跟着老师做项目，所以先快速把c语言基本内容学完。

  • 参加一次学校文娱晚会：练吉他四年，就想展示一下自己。

  • 拿奖学金：我知道这对我来说几乎不可能，但我还是想试试

• 为什么要转入计算机专业

  • 本身就对计算机有兴趣，再者就是建筑学不仅难学还特累，学了一个学期想都没想就转了。

  • 听说计算机毕业的工资都比较高，前景还不错。

  • 想考研，比起数学我更讨厌政治，所以就没学建筑了。

• 我对未来就业选择的一些想法

  如果有能力的话，我想先考研，找工作好找一点。就业这方面的话，还没有想好，毕竟才刚刚接触计算机专业，啥也不懂。

二、学习内容的系列记录

1、知识要点（计算机发展史及基础知识）

1） 计算机早期历史

• 公认最早计算机是算盘，发明于美索不达米亚，大约公元前2500年。
• 公元1694年，德国博学家Gottfried Leibniz建造了世界上第一个能够进行加减乘除的计算机，名为步进计算机。
• 1980年，Herman Hollerith发明了打孔纸片制表机，这种机器是手动的十倍。

2） 电子计算机

• IBM是世界上最大的计算机之一，这台机器的大脑是继电器，但是机械继电器速度太慢，不足以解决复杂大问题。
• 1904年，英国物理学家John Ambrose Fleming发明了热电子管，是世界上第一个真空管。真空管每秒可以开合数千次，大大提高了计算机计算效率。
• 1946年，设计者John Mauchly和J.Prespeer Eckert设计建造了世界上第一个真正的通用，可编程的电子计算机ENIAC。
• 1937年，贝尔实验室科学家发明了晶体管，使一个全新的计算机时代到来了。最初的晶体管可以每秒开关10000次，而且体积远比继电器和真空管小，使得更小更便宜的计算机被制造出来，例如1957年发布的IBM 608。

3） 布尔逻辑&逻辑门

• 有一整个数学分支存在，专门处理真和假，且已经解决了所有的法则和运算，叫布尔代数。

• 布尔代数有三个基本操作：NOT,AND和OR

  • NOT门（非门）：

  • AND门（与门）：

  • OR门（或门）：

  • XOR门（异或门）：两者相异为true，两者相同为false

  

4） 二进制

• 十进制是逢十进一，二进制就是逢二进一。如10110111转化为十进制

  128's	64's	32's	16's	8's	4's	2's	1's
  1	0	1	1	0	1	1	1

  128+0+32+16+0+4+2+1=183

• 二进制加法：

• 八位最小数是0，最大数是255。

• 大多数计算机用第一位来表达正负，1为负，0为正，接下来8位存指数，剩下23位存有效位数。（0.3788*10⁸,其中.3788为有效位数，⁸为指数位数）

5） 算数逻辑单元（ALU）：计算，有意义地处理数字

• ALU有2个单元，一个算术单元，一个逻辑单元。

• 算术单元:负责计算机里的所有数字操作。

  • 半加器：由一个异或门和一个与门构成，两个输入A和B都是1位，两个输出总和与进位。
  • 全加器：可以三个位相加，由两个半加器和一个或门构成，或门检查进位是不是true。
  • 八位行波进行加法器：由一个半加器和七个全加器构成，可供八位数字相加。最后一个全加器有进位的输出，如果第九位有进位，那么就会溢出，导致错误和不可预期的结果。
  • 超前进位加法器：现代计算机的算数单元。

• 逻辑单元：负责执行逻辑操作

6） 寄存器&内存

• （AND-OR）锁存器：它有两个输出，设置输入，把输出变成1，复位输入，把输出变成0，如果设置和复位都是0，电路则会输出最后放入的内容。
• 门锁：有一根允许写入线，控制内存开关，然后就是数据输入和数据输出。门锁能锁一位数。
• 寄存器：由矩阵门锁组成，能存8，16，32，64位数字，矩阵交叉点称为地址，地址由8位数字组成，例如“12行 8列”可以写成1100 1000。
• 多路复用器：能将地址转化为行和列，一个多路复用器处理行，一个多路复用器处理列。
• 随机存取存储器（RAM）：又称内存，一个简单的内存条，由八个寄存器组成，每个寄存器存一位，八位为一个字节（byte），每个地址存一位，总共能存256个字节。内存能记录当前在做什么事，一断电就寄了。

7） 中央处理器（CPU）

• CPU执行程序（取指令——解码——执行）

• CPU处理程序：添加ALU负责计算

• 时钟：管理CPU的节奏。时钟以精准的间隔触发电信号，让控制单元推进CPU内部操作。CPU“取指令→解码→执行”的速度叫时钟速度，单位是Hz。

8） 指令和程序

• 八位数字中前四位代表指令性质，后四位代表地址。但是八位太少了，现代计算机都是32位或者64位。这叫指令长度。

• 程序依靠指令来有序进行

• 高级CPU设计

  • 给CPU加专门的除法电路和其他电路来做复杂操作。
  • 给CPU加缓存，提高数据存取速度。数据在缓存叫缓存命中，数据不在缓存叫缓存未命中。
  • 缓存和RAM不一致的数据被叫做脏位，在加载新内容前，会把脏位数据写回RAM。
  • 指令流水线：执行一个指令时，同时解码另一个指令，读取下下个指令。
  • 高级CPU，笔记本电脑 和手机会动态排序有依赖关系的指令，最小化流水线停工时间，这叫乱序执行。
  • 为了减少因JUMP指令导致的延迟，高级处理器会猜那条路可能性大一些，提前把指令放进流水线，这叫推测执行。为了减少清空流水线的次数，厂商开发复杂的方法，来预测那条分支更有可能，叫分支预测。
  • 同时运行多个指令流（多核CPU）：一个CPU芯片中，有多个独立处理单元。但因为它们整合紧密，可以共享一些资源。
  • 超级计算机（多个CPU）：在一台计算机中，用无数个CPU，做怪兽级的复杂运算，如模拟宇宙形成。

9） 集成电路&摩尔定律

• 集成电路：分几个阶段进行“光刻→微图形刻蚀阶段→器件制备：源漏掺杂，栅极沉积→互连电镀的制备→多层互连金属制备→测试，切割，挑选→封装”。

• 摩尔定律：摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(Intel)名誉董事长戈登·摩尔（Gordon Moore）经过长期观察发现得之。

2、学习心得

• 这个网课制作质量很高，讲课方式也很有趣，通俗易懂，让我很快了解到计算机发展历程以及计算机基础（好吧有几段我看了好几遍）
• 计算机的发展居然是从数学开始的，看来数学真是理工科的源头，有必要学好数学了。
• 计算机从简单到复杂，其实就是几个逻辑门套娃套出来的，真是让我对计算机有了大改观啊。

3、视频评论区阅读心得

• 评论区有人发课程总结的笔记链接，我稍微看了一眼他总结的方式，对我还是满有帮助的。
• 其他也没啥了，都是在吹视频质量，还有写搞笑段子的，还有提出自己想法的，对我用处不大

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