python-电脑结构、ARP协议、单位转换、字节bytes、字符串与字节关系等知识总结
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一.计算机五大部件
电脑之父——冯·诺伊曼提出了计算机的五大部件：输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。
我们把键盘和鼠标叫输入设备。
输入设备： 向电脑输入数据和信息的设备。除了键盘。除了键盘鼠标，其他输入设备还包括触摸板、麦克风、摄像头，游戏手柄、扫描仪等。
显示器用来向我们展示画面，显示内容，音箱则播放音乐给我们听，我们管他们叫输出设备。
输出设备： 将电脑中的信息输出给用户的设备。常用的输入设备有：显示器、音箱、打印机、投影仪等。
主板：连接所有其他设备的设备，是其他设备的载体，主板主要是为CPU、内存、显卡、硬盘等提供平台，相当于人体的躯干，关联着各个器官。
CPU：中央处理单元(Cntral Pocessing Uit)的缩写，也叫处理器，是计算机的运算核心和控制核心。人靠大脑思考，电脑靠CPU来运算、控制。让电脑的各个部件顺利工作，起到协调和控制作用。
硬盘：存储资料和软件等数据的设备，有容量大，断电数据不丢失的特点。也被人们称之为“数据仓库”。
内存：1. 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理；2. 缓存系统中的临时数据。3. 断电后数据丢失。
显卡：显示器想要呈现画面，显卡是关键。简单来说，就是负责在显示屏上显示一切信息。打个比方，它就像是人的眼睛，没有了它，电脑就无法驱动形成图像了。显卡性能好，电脑的图形处理能力就高，尤其在玩游戏时更能发现这个（所以很多游戏会要求显卡性能）。对玩家而言，最好选择独立显卡。不过，如果不玩大型游戏，CPU内置核心显卡也基本能满足要求。缺点： 系统功耗有所加大，发热量也较大，额外购买。
电源：将电压220伏的市电转换为低等电压，然后送到主板及各个硬件！供电！电脑运行需要电力，而电源就是为此供电的，也可以说它在为电脑提供一切动力。电源决定了电脑的稳定性。它和人体心脏功能类似，都是提供动力的核心。
CPU：是计算机的运算核心和控制核心，让电脑的各个部件顺利工作，起到协调和控制作用。
硬盘：存储资料和软件等数据的设备，有容量大，断电数据不丢失的特点。也被人们称之为“数据仓库”。
内存：1. 负责硬盘等硬件上的数据与CPU之间数据交换处理；2. 缓存系统中的临时数据。3. 断电后数据丢失。
二.程序是如何执行起来的？
当我们在电脑上打开QQ时（右键-打开 或者双击QQ图标），其实是通过鼠标（输入设备）向CPU发送了一条命令，CPU接收到这条命令后，QQ程序就从硬盘里被加载到内存（加载时不通过处理器，直接从硬盘加载程序到内存里），加载完成后，CPU就开始执行QQ程序。程序执行起来后，CPU可以让QQ程序显示在我们的在显示器上。也就是你看到了QQ 程序运行起来了。如果这个时候，你用QQ截取了一张屏幕的图片，那么这张图片会首先保存到内存，在没有退出截屏状态时，你可以在这张图片上写字、画线条，等你右键保存这张图片的时候，这张图片就会保存到硬盘里。
内存存取数据的速度比硬盘的存取速度快了10倍， 在某些环境里，硬盘和内存之间的速度差距可能会更大。
而CPU的速度比内存不知还要快多少倍。当我们把程序从硬盘放到内存以后，CPU就直接在内存运行程序，这样比CPU直接在硬盘运行程序就要快很多。
内存解决了一部分CPU运行过快，而硬盘数据存取太慢的问题。 提高了我们的电脑的运行速度。
内存就如同一条“高速车道”一般，数据由传输速度较慢的硬盘通过这条高速车道传送至CPU进行处理！
但内存是带电存储的(一旦断电数据就会消失)，而且容量有限，所以要长时间储存程序或数据就需要使用硬盘。
三者之间的关系：
简单来说，硬盘用来存储我们的程序和数据，当我们运行程序的时候，CPU首先接受到我们的命令，之后CPU是告诉硬盘，我要运行你存储的程序A，你把程序A送到内存去。CPU对内存说，我让硬盘把程序A送到你这里来了，你保存一下。 等程序A被完整的送到内存之后。CPU就开始执行程序A。
过程就像上面说的，我们在举一个接近我们生活的例子。
如果说把硬盘比喻成一个大仓库，CPU比喻成加工车间，那么内存就是一个临时的小仓库。从距离上来说， 相比内存到CPU的距离和硬盘到内存的距离，内存和CPU的距离更短。
硬盘（大仓库）用来保存车间需要用的原料和最终生产出来的商品。仓库太大，取出原料和存储商品太慢，耗时间。
内存（临时小仓库）：原料会先放到这里，小仓库，可以很快的找到需要的原料或商品。
CPU（车间）：从内存（小仓库）里拿到原料，生产商品。中间会有半成品，半成品可以放在内存（小仓库）里。
三.Arp协议
发包分三步：
1.计算是否在同一个广播域
2.利用arp协议获取mac地址
3.发包
1.如果在同一个广播域：
例如pc1要向pc3发包，流程如下：
(1.首先计算pc1和pc3在同一个广播域（利用ip进行计算）
(2.arp协议获取pc3的mac地址
格式：原mac 目标mac 原ip 目标ip
具体：pc1mac FF:FF:FF:FF:FF:FF 192.168.11.10 192.168.11.11
（在同一个广播域所有机器都可以收到这个数据包，然后开始解包，发现ip地址不是自己的就丢弃，发现ip是自己的就返回自己的mac地址）
返回格式：自己的mac 目标mac 自己的ip 目标ip
具体：pc3mac pc1mac 192.168.11.11 192.168.11.10
这样pc1就受到了pc3的mac地址
(3.开始发包
发包格式：原mac 目标mac 原ip 目标ip 数据部分
具体：pc1mac pc3mac 192.168.11.10 192.168.11.11 数据
2.如果不在同一个广播域：
例如pc1要向pc4发包，流程如下：
(1.首先计算pc1和pc3不在同一个广播域
(2.arp协议获取pc1所在广播域的网关1的mac地址
格式：自己的mac 目标mac 自己的ip 目标ip
具体：pc1mac 网关1mac 192.168.11.10 网关ip
网关1解包发现是要自己的mac地址后，网关就会响应，把自己的mac地址返回给pc1
返回格式：网关1的mac 目标mac 网关1的ip 目标ip
具体：网关1mac pc1mac 网关1ip 192.168.11.10
Pc1获取到网关1mac地址后开始发包
(3.pc1开始给pc4发包：
发包格式：原mac 目标mac 原ip 目标ip 数据部分
具体：pc1mac 网关1mac 192.168.11.10 172.16.45.10 数据
Pc4返回数据流程一样，这里不做赘述。
四.单位转换：
1GB=1024MB
1MB=1024KB
1KB=1024B (Byte == 字节，简写B)
1B=8b (bit == 二进制位，计算机数据最小的单位，简写b)
五、数据类型：字节bytes
表现形式：name = b”baby”
内部原理
Utf-8编码下：
01100010 b
01100001 a
01111001 y
如果是字符串类型的baby，那默认是Unicode，一字符占4个字节
如果有中文：
表现形式：b'\xe5\xa4\xa9\xe4\xb8\x8b'（“天下“的表现形式）
\x表示16进制
Utf-8编码下：
例如：\xe5表示00100101，其中e前四位，5后四位
因为是前四位，一共16中变换形式，所以用16进制刚好可以表现（\x）
所以\xe5 正确的表现形式是 1110 0101（就是十六进制和二进制的转换）
六、字符串和字节的关系
内存：
00000000 00000000 00000000 01010100 unicode A
01010100 utf-8 A
01010100 01010100 gbk A
01010000 00000100 gb2312 A
... …
硬盘：
01010100 utf-8 A
01010100 utf-8 A
01010100 gbk A
01010100 gb2312 A
... ...
本质上，内存中都是010101，具体是什么样子的010101，需要根据编码来决定。不同编码的010101，互相不认识。
在python3里:
默认解释器的编码：utf-8 -> 010101010101
特殊的：
字符串（str）：
表现： a = "alex"
本质： 01010101，unicode
字节（bytes）：
表现： a = b"alex"
本质： 01010101，某种编码： utf-8,gbk,.....
总结：
python3：
str --> uniocde
bytes --> gbk,utf-8.....
字符串类型的表现形式是 name = “baby” 默认是用Unicode编码的，当字符串需要网络传输或者硬盘储存时，需要将Unicode编码的str准换为其他编码的bytes，以节省空间。
