自我介绍

基本信息

​ 大家好，我叫陈金三，来自陕西安康。我呢，热情，开朗，但我觉得，我最大的特点是我很靠谱！哈哈，但同时我也是一个矛盾的人，总在理性和感性里面反复跳跃，我向往自由，却无往不在枷锁之中，所以我总喜欢带有辩证性的眼光去看待事物。

​ 我喜欢一些花花草草，喜欢猫猫狗狗，喜欢看山观景，喜欢骑车和射箭，有时也会心血来潮画一些简单的画。

大一第一学期，我做的好与不好的地方

​ 好的方面，在学习之余，参加了各种活动和志愿来丰富自己的学习生活。

​ 不好的方面，自律能力还有些不尽人意，有些贪玩。

我目前学习过的计算机知识

​ 除必学的python外，我还自学了一部分Java内容，虽然只是入门。

我的寒假及下一学期的安排

​ 在学好自己的专业内容以外，我还希望自己还可以多参加各种活动来丰富自己的阅历和生活。

转入计算机专业的原因

​ 因为原专业的就业前景不太好，再加上自己对计算机专业内容比较感兴趣，所以才想加入计算机专业这个大家庭中。

对未来就业的看法和选择

​ 加入一家互联网公司，成为一个能让人们工作和生活更加便利和舒适的软件工程师

学习内容的系列记录

计算机的发展历史

电子元件进化：

​ 继电器→真空管→晶体管

电子计算机发展：

​ 1945 年 哈佛马克 1：使用继电器，用电磁效应，控制机械开关，缺点为有磨损和延迟。
*最早还因为有虫子飞进去导致故障，引申出 bug=故障的意思。

1943 年 巨人 1 号：使用真空管（三极管），制造出世界上第一个可编程的计算机。

1946 年 ENIAC：第一个电子通用数值积分计算机。

1947 年 晶体管出现，使用的是固态的半导体材料，相对真空管更可靠。

1950s 空军 ANFSQ-7： 真空管到达计算极限。

1957 年 IBM 608： 第一个消费者可购买的晶体管计算机出现。

布尔逻辑与逻辑门

计算机为什么要使用二进制：

1.计算机的元器件晶体管只有 2 种状态，通电（1）&断电（0），用二进制可直接根据元器件的状态来设计计算机。
2.而且，数学中的“布尔代数”分支，可以用 True 和 False（可用 1 代表 True，0 代表 False）进行逻辑运算，代替实数进行计算。
3.计算的状态越多，信号越容易混淆，影响计算。对于当时每秒运算百万次以上的晶体管，信号混淆是特别让人头疼的的。

布尔代数在计算机中的实现：

1.变量：没有常数，仅 True 和 False 这两个变量。
2.三个基本操作：NOT/AND/OR。
3.为什么称之为“门”：控制电流流过的路径

二进制

算术逻辑单元

1 命名：简称 ALU，Arithmetic&Logic Unit
2 组成：ALU 有 2 个单元，1 个算术单元和 1 个逻辑单元（Arithmetic Unit 和 Logic Unit）
3 作用：计算机中负责运算的组件，处理数字/逻辑运算的最基本单元。

算术单元：

1.基本组件：
由半加器、全加器组成
半加器、全加器由 AND、OR、NOT、XOR 门组成

2.加法运算
组件：AND、OR、NOT、XOR 门
元素：输入 A，输入 B，输出（均为 1 个 bit，即 0 或 1）

3.半加器：
作用：用于计算个位的数字加减。
输入：A，B
输出：总和，进位

4.全加器：
作用：用于计算超过 1 位的加法（ex：1+1+1），由于涉及进位，因此有 3 个输入（C 充当进位）。

寄存器和内存

锁存器：锁存器是利用 AND、OR、NOT 逻辑门，实现存储 1 位数字的器件。
寄存器：1 组并排的锁存器
矩阵：以矩阵的方式来存放锁存器的组合件，nn 门锁矩阵可存放 n^2 个锁存器，但同一时间只能写入/读取 1 个数字。（早期为 1616 矩阵）
位址：锁存器在矩阵中的行数与列数。eg.12 行 8 列
多路复用器：一组电线，输入 2 进制的行址&列址，可启用矩阵中某个锁存器
内存（RAM）：随机存取存储器，由一系列矩阵以及电路组成的器件，可根据地址来写入、读取数据。类似于人类的短期记忆，记录当前在做什么事情。

CPU的高级设计和基本原理

CPU（Central Processing Unit）：中央处理单元，负责执行程序。通常由寄存器/控制单元/ALU/时钟组成。与 RAM 配合，执行计算机程序。CPU 和 RAM 之间用“地址线”、“数据线”和“允许读/写线”进行通信。
指令：指示计算机要做什么，多条指令共同组成程序。如数学指令，内存指令。
时钟：负责管理 CPU 运行的节奏，以精确地间隔，触发电信号，控制单元用这个信号，推动 CPU 的内部操作。
时钟速度：CPU 执行“取指令→解码→执行”中每一步的速度叫做“时钟速度”，单位赫兹Hz，表示频率。
超频/降频：
超频，修改时钟速度，加快 CPU 的速度，超频过多会让 CPU 过热或产生乱码。
降频，降低时钟速度，达到省电的效果，对笔记本/手机很重要。
微体系框架：以高层次视角看计算机，如当我们用一条线链接 2 个组件时，这条线只是所有必须线路的抽象。

高级CPU设计：

缓存：在 CPU 中的小块 RAM，用于存储批量指令。
缓存命中：想要的数据已经在缓存里
缓存未命中：想要的数据不在缓存里
脏位：缓存里每块空间，有个特殊标记，叫脏位，用于检测缓存内的数据是否与 RAM 一致。
多核处理器：一个 CPU 芯片中，有多个独立处理单元。

集成电路和摩尔定理

集成电路：

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊斯（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

摩尔定理：

每两年左右，得益于材料和制造技术的发展 ，同样大小的空间，能塞进两倍数量的晶体管。

学习心得

这几天的学习，让我初步了解了计算机的发展历史，这对初学者建立计算机底层逻辑结构是必不可少的。并且更加深刻地体会到了学习软件工程不可局限书本，需多线并行。