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2.2 冯诺依曼结构（Von Neumann Architecture）
一.Java EE发展历程
詹姆斯 高斯林是Java主要创始人，在1990年代初，开发Java的主要目的是用于 “嵌入式开发” 。当年最主流的语言C/C++，他们团队想要开发“智能面包机”，但由于团队成员编程能力薄弱，为了解决这个问题，发明了一个新的语言，最早叫Oak。
当时虽然产品失败，但是这个语言非常好用。恰巧互联网也刚开始起步，使用浏览器打开网页是一个比较重要的应用场景，网景（netscape）公司希望打开的网页不要只是静态的（报纸/杂志...），希望能和用户进行更多的交互，于是与詹姆斯 高斯林合作，将Oak改名为Java，这个时候Java是用来给 网页 开发逻辑的（Java是在进行“前端”开发），相关技术Applet（图书馆老的Java书有提到）
好景不长，微软的IE后来居上，抢夺了网景公司大部分的市场份额，将浏览器和操作系统捆绑销售。当时的IE也是支持Java进行前端开发的，但微软野心很大，想搞自己的语言（J++），与Java发生了冲突矛盾，微软便在IE全面封杀Java，使得Java从巅峰跌落...
但是J++没有抓住机会，反而被JavaScript抢占前端开发市场，JavaScript这个名字就是为了蹭Java的热度起的，一火就是30年，JS目前仍是前端开发最主力的语言...
Java继续寻求出路 ：1）做服务器开发（后端开发） 2）做嵌入式开发
于是Java在自身基础上推出几个版本：1）Java标准版J2SE 2）Java企业版J2EE（标准版之上扩展了一部分） 3）Java精简版J2ME（标准版之上去掉了一部分）
后来又分别改成Java SE/Java EE/Java ME
Java EE开始往服务器开发这条路挺进。当年 服务器开发 领域的王者是PHP，Java仿照PHP开发了一套JSP，理念与PHP相似，但不能超越PHP。当年网站开发技术栈主要是“LAMP”：Linux、Apache、MySQL、PHP。
Java ME开始往嵌入式方向挺进。手机（功能机：摩托罗拉、诺基亚...）开始崛起，并且可以安装第三方程序-->Java ME的方式来开发的。
这两条路使得Java重回巅峰...
但是时代在前进，新的风暴又出现了...
后端领域：以PHP为首的后端开发技术，随着网站的规模变大（2010年之后），逐渐难以适应了...
移动端开发领域：2007年，乔布斯发布了第一代iPhone（载入史册的大事，标志着移动互联网时代的开启，智能手机时代的开启）2011-2012年左右，iPhone4最有影响力的版本出现了，功能机遭遇滑铁卢，导致Java ME 这一套技术体系也被雪藏...
Java还需要继续寻找出路...
后端领域：Java开始逐渐摒弃JSP这一套技术，并且Java社区中诞生了新的王者-->Spring（以Spring为首的一组框架，提供了 后端开发 的全套解决方案）并非常好地适应了 大规模网站 的开发。在Spring的加持下，Java逐渐反超了PHP，成为后端开发的No.1...
移动端开发领域：虽然Java ME倒了，但是新的王者诞生了-->Android（背后是Google）...
安卓诞生的时候，谷歌当时本来想以python作为安卓开发的语言，但是python之父龟叔（名字前三个字Gui）闹离职，和Google搞得不愉快，于是Google选择Java作为安卓的开发语言。
并且做手机开发的不少人都是Java程序员，以Java作为开发语言，就能很好的把之前那批Java ME的人招安过来。安卓上的开发者多了，应用程序多了，吸引到更多的用户，吸引到更多开发者-->正向循环...
这两条路使Java重回巅峰，一跃冲到编程语言排行榜No.1的位置...
微软也有尝试做一些事情，联合诺基亚推出了一套Windows系统的智能手机（2010年之后）-->windows phone手机（lumia系列），但生态系统几乎为0，能玩的游戏很少且要付费。
随着时间的进一步发展，2020年之后，Java也面临新的挑战...
后端领域：Java迎来最大的挑战者Golang，即Go语言（师出名门），作者是肯汤姆逊（C语言之父），丹尼斯里奇和肯汤姆逊使编程语言的活化石，早年在 贝尔实验室 搞出了 C语言+Unix，后来肯汤姆逊去了谷歌，Go语言就是C语言原班人马打造，成为C语言的继任者...
Java风格：规范，一板一眼，使得Java开发程序经常“模式套模式，框架罗框架”，开发程序显得很笨重，开发大规模程序是有优势的，开发中小规模的程序反而成为了制约 ...
Go语言风格：简单直接（核心语法都是和C语言一样，非常精简）
Go也抓住了后端开发的新的契机：分布式-->微服务化（因为一个网站后端越来越重，越来越复杂...与其一个程序解决所有问题，不如搞很多程序，相互配合，每个程序都可以变得更简单，功能更单一。多个服务器有的用Java 有的用Go，可选空间更大了）
目前Go语言在当前业界影响力是非常大的，成为Java最大的挑战者。目前Java的市场份额仍然比Go更大，即使如此，也不得不正视Go带来的威胁...
移动端开发领域：虽然安卓仍然如日中天，有一个核心问题：当年Oracle因为眼馋 安卓的收益，直接把谷歌告了，索要使用Java的授权费。
谷歌很难受...
1）开始主推Kotlin作为安卓的开发语言（Kotlin是JetBrains推出的，IDEA也是JetBrains推出的，并且谷歌在JetBrains公司有股份），Kotlin也是把编程语言 编译成兼容JVM的字节码，使得Kotlin可以白嫖Java生态（生态很重要）（后来其他人看了都说好，Scala groovy 这几个语言也是一样的效果）
2）谷歌准备推出下一代移动端操作系统。下一代系统搭载的编程语言是谷歌自研的Dart（开发平台Flutter），野心很大，想要写一套代码就可以兼容 安卓、IOS、Windows、网页前端...Dart语言语法基本 6 分像 Java，4 分像 JS，于2017年诞生。
上述的这些事情就是20-30年左右的事情，技术更新换代了好几次...作为程序员要始终保持终身学习的姿态，才不能被行业淘汰。但是数据结构、数据库、操作系统、网络...核心知识是不变的
虽然一直没有提到C++，但是C++始终在背后操盘，无论哪个技术兴起或衰落，都是C++赢了...
上述技术底层核心都是C++构成的：JVM-->C++ Go的运行-->C++ 操作系统-->C++ AI-->C++
C++也有挑战者：1）自己。最近几年 C++新版本加入很多莫名其妙的东西，导致C++的社区比较难受 2）Rust（比Go还新的语言）。Rust主打的是性能不属于C++，同时比C++更方便进行内存管理，但是Rust最大的问题是语法上十分的复杂。
现在Java EE主要用于进行服务器后端开发，即开发网站。学完Java EE就有能力独立开发出一个简单的网站。Java EE初阶主要为了网站开发奠定基础知识，Java EE进阶主要学习Spring这一套框架，学完就能很快开发网站，Spring学习的时候费劲，学会用起来就很爽了...
二.计算机相关知识
2.1 计算机发展史
1940年代，第一台电子计算机ENIAC（埃尼阿克）用于军事领域（冯诺依曼 计算机祖师爷 参与研发）。
- 艾伦 图灵（Alen Turing）也是计算机祖师爷，主要从理论上奠定了通用计算机的模型。
- 约翰 冯 诺依曼（John von Neumann）既有理论贡献，也实际研发出了计算机。冯诺依曼除了研究计算机，还参与了曼哈顿计划，是奥本海默的技术顾问。
后来计算机成为了民用的重要支撑。计算机内部构造大同小异，当前计算机的内部构造整体的规则就是冯诺依曼结构体系。
2.2 冯诺依曼结构（Von Neumann Architecture）
- CPU 中央处理器（包括运算器和控制器）：进行算术运算和逻辑判断
- 存储器：分为内存和外存（硬盘 软盘 光盘 U盘）,用于存储数据(使用二进制方式存储)
- 输入设备：用户给计算机发号施令的设备
- 输出设备：计算机给用户汇报结果的设备
针对存储空间
硬盘>内存 >> CPU
针对数据访问速度
CPU>>内存>硬盘
2.3 CPU
1.cpu做得好的公司
1）英特尔 2）AMD 3）高通....
英特尔虽然是老牌cpu厂商，但是目前来说，英特尔的市值只有AMD的一半左右。服务器领域，AMD也在蚕食Intel的市场。
桌面（消费市场） ：Intel-->酷睿/酷睿ultra AMD-->锐龙
服务器（商业市场）：Intel-->至强（e3 e5 都是早期的至强） AMD-->霄龙
2.cpu架构
- x86/x64架构 给 桌面端/服务器 来使用（性能释放更强，功耗更高）
- arm 架构 给 移动端/嵌入式 使用的 （性能更弱，功耗低，更省电）
- RISC-V（罗马数字5） 一套开源的cpu指令架构 国内从RISC-V切入来制造自己的cpu，目前国内最好的cpu大概相当于Intel10代的i3水平，足以支持军事用途。
3.cpu的核心参数
- 核心数：cpu中包含的独立处理核心的数量，每个核心都能独立执行指令，处理数据和运行程序。核心数越高，计算机性能越好。
*有几个方框就可以认为有几个核心
最早的cpu都是单核，因此当时cpu注重提高运算速度。需要让cpu集成程度更高，包含更多的运算单元，才能算的快。单个运算单元的量级已经达到了nm，经典力学失效，进入到量子力学的领域，工艺上的挑战越来越大。
横向发展不行，单核不行，多核来凑。08年左右，Intel发布“双核心”处理。后来发布“四核心”cpu，还不满足，希望四个核心每个核心都能一人干两个人的活-->“超线程技术” 4核8线程。目前，一般都是6核12线程 / 8核16线程。
对于程序员来说，最重要的任务就是充分利用好多核cpu的资源-->“并发编程” 程序员在代码中把任务拆成多个，使用不同核心分别执行.... - 频率：cpu的运算速度，使用 频率 来描述，表示处理器每秒可执行的指令数，单位Hz。频率越高，理论上性能也就越强。
：一秒运算22亿次，通常是处理器的默认运算速度，也称为基础频率，是衡量处理器性能的一个重要指标，但并不是处理器能够达到的最高速度。
：实际运行速度，实时变化的。随着速度越高，消耗电量更高，发热更多，因此计算机都有“功耗墙”，cpu温度达到一定阈值，就会自动降频。散热越好，可以让频率达到更高水准-->“超频”。平时实用阶段，cpu 频率达到 6.0GHz 就是极限了。
- 衡量一个cpu的性能 主要是看核心数是否多 频率是否高 ，更多的参数不一一展开了。
4.cpu的寄存器 （Register）
存储数据 主要是靠 内存 和 硬盘。实际上，cpu 在运算的时候，需要先把数据从内存读到 cpu 里，才能进行运算，寄存器就是 cpu 内部存储数据的部分。
寄存器特点：存储空间比内存小(kb) 速度比内存快 成本比内存高 易失性（断电后会丢失）
由于寄存器空间太小，因此cpu在计算的时候需要反复从内存加载数据，效率比较有影响，于是现代cpu引入了缓存 。缓存越大，对于有些场景性能提升是非常大的。amd 有一个 次旗舰的 cpu-->7800 x3d，有一个超大缓存 L3 （96MB），游戏性能和 Intel 旗舰 cpu 14900k旗鼓相当，被称为“一代神U”。一般都是三级缓存：
L1 缓存空间最小，速度最快 ；L3缓存空间最大，速度最慢（也比 内存 快很多）
某个内存数据经常使用，寄存器又存不下，就可以放到缓存中。数据使用频率越高，就放到L1中。
对于Java程序员来说，开发程序往往不会对 缓存 区分那么细，通常把寄存器 和 缓存视为一个整体。
CPU的内部构造不做过多讨论，计科专业会详细讲解这部分内容。
2.4 指令
1.概念
指令是计算机能够理解和执行的最基本的操作命令。C/Java语言编写的程序最终都要被翻译成“cpu上执行的二进制指令”，cpu指令 就是 汇编语言。
机器语言（二进制）<——> 汇编语言（单词符号）
不同的cpu支持的指令是不同的：x86和ARM的指令是不能通用的-->兼容性问题
2.指令表
一个 CPU 能执行哪些指令，可以认为是 cpu 最初设计的时候，就已经确定好了。存在一个"表格"描述了都有哪些指令，下面是一个简化表格：
RAM：内存，全称 随机访问存储器 内存比较大 (16GB--->160亿) ，因此地址经常使用16进制表示
A B 名字都是虚构的，真实的 cpu 寄存器名字形如 eax, ebx, esp,ebp...
真实的cpu指令表复杂很多，此处假设每个指令只有 8 bit，实际上一个指令更长。
3.指令格式
- 每条指令通常由操作码(Opcode)和操作数(Operand)组成，二进制表示
- 操作码（表示指令是干啥的）：指定CPU要执行的操作类型，如加法、减法、跳转等
- 操作数（类似于参数）：提供操作所需的 数据 或 数据在内存中的 地址
假设一个指令：0010 0000 --> 将地址为 0000 的数据 加载到 A寄存器 中。
C语言写好的程序，先编译成可执行的文件(exe)（包含了这个程序运行时要执行的指令和依赖的数据），双击运行时，操作系统就会把exe加载到内存中。下面的表格是模拟的加载到内存之后的过程（简化版）：
CPU 中存在了一个特殊的寄存器-->"程序计数器(PC)” (在exe加载到内存之后，就能被系统自动设置好) 保存了接下来要从哪个内存位置 执行指令
此处可以认为，程序计数器就被设为0了，接下来从0号内存开始执行指令。同时随着指令的执行，这里的值也会随着更新，默认情况下 地址+1 自增执行指令（顺序执行）
如果遇到“跳转类语句”（if, while, for, 函数调用...）会被设为其他的值
4.指令执行阶段
主要有三个重要阶段：
- 取指令：CPU从内存中取出下一条要执行的指令。这个阶段通常涉及将程序计数器 (PC) 的值加载到指令地址寄存器，并从内存中读取指令
- 指令解码：CPU解析取出的指令，确定指令的操作码和操作数。
操作码指示要执行的操作类型，操作数则是 操作的数据 或 数据的地址。 - 执行指令：CPU执行指令所指定的操作。包括算术或逻辑运算、数据传输、控制操作等。这个阶段可能涉及多个步骤，包括算术逻辑单元(ALU)的计算、寄存器之间的数据移动等。
上述过程对cpu来说不是一件简单的事，但由于cpu运算速度太快了，一秒能执行几十亿次上述的运算。
对于Java程序员了解这些就够了，一个比较典型的 指令级 开发的场景 “打热补丁”。
比如： 发现服务器存在严重 bug ，但是又不能重启程序修复 bug (最多是在某些特定时间才能重启....) 此时就可以考虑"打热补丁"。写的程序的指令也是在内存中的，对应的有 bug 的代码 也是其中的一段指令。找到有 bug 的代码指令，直接修改这里的指令；或者在这个指令前加上跳转指令，让有 bug 逻辑不去执行，而是去执行新增的一个正确的指令.....等到合适的时间节点再彻底修复
对于有些特殊行业的程序员，比如外挂/黑客/病毒/渗透....需要深入理解汇编语言。
2.5 操作系统概述
- Windows
- Linux
- Mac OS（苹果电脑内置系统）
- Android（最主流的系统）--> 基于Linux演化出来的
- IOS（苹果手机/iPad）和Mac OS是两套系统
其他就是一些小众的系统，比如一些特定领域的系统，VxWorks-->工业设备 航空航天 OpenWrt-->路由器
每个系统运行的程序都是不同的（不能兼容的），因此我们希望一套程序就能兼容不同的操作系统，Java所谓的“跨平台”也就是这么来的（Windows有Windows的JVM，Linux有Linux的JVM，虽然是不同的系统，但都兼容同样的字节码，Java程序员不必考虑系统的差异）。实际上，Java的应用场景主要还是 安卓 & 服务器后端，很少会写一个跨不同平台的程序。
一个操作系统要做很多事情，其中最重要的是“管理”：1）管理不同的硬件设备 2）给软件提供稳定的运行环境——这些事情都是由操作系统的内核 即操作系统核心功能的集合 提供。
操作系统 = 内核 + 配套的应用程序
操作系统会管理各种的硬件设备，同时给应用程序提供一个运行环境（操作系统会给应用程序提供API 让调用完成不同的功能）
例：println("Hello World!") 是Java 标准库提供的函数，JVM 中 为了实现 println，就会调用操作系统提供的 API 执行 (Linux对应的系统 API 叫做 write) ，程序就会进入到系统内核执行，此时系统就会操作对应的 硬件设备 来完成打印操作。
操作系统管理的硬件设备很多，但不是系统直接操作硬件, 而是 硬件厂商 会提供对应的"驱动程序”，通过驱动程序，间接操作硬件设备的 。
例： 鼠标按钮非常多，如果把鼠标直接插到电脑上，上面很多按钮都是用不了的，必须要安装对应的驱动程序，电脑才能识别出鼠标的具体型号，以及每个按钮提供的对应功能。
更形象的理解：
