计算机系统知识大纲

简要介绍

编写目的

• 对于计算机体系内容的重新学习并归纳记录，争取以自身的理解重新认识过往学习的知识(专业知识相关)
• 锻炼自身的专注力、耐性、归纳能力等等(专业以外)
• 在编写内容的过程中观察、总结自身的思想方法，争取运用到其它领域中(发展)
• 化解(延缓?)自身的一个小(?)危机(?)

参考书籍

• 《深入理解计算机系统》

内容

• 本质上学习笔记，主要记录自身对相关概念的理解，或是搬运其它资料，整体可能缺乏实践，内容较为随意，十分主观
• 整个计算机体系内容较为庞杂，在此不会进行全面介绍，只针对自身学习内容(感兴趣的)讲述，内容当前暂定为：计算机组成原理，数据结构与算法，操作系统，计算机网络

个人见解

• 对于计算机学科本身，我觉得有两种思维比较突出，在各种领域展现不同的效果

函数模型

1. 将计算机系统抽象简化成一个函数:

$$y = f(x)$$

其中：

• $x$ 表示输入，内容有限
• $f$ 表示一个函数/功能模型，在实现把输入内容变成输出内容的前提下，里面可以是任意的内容
• $y$ 表示输出，内容同样是有限的

2. 使用者/用户仅了解 $f$ 处提供了输入 $x$ 和输出 $y$ 的地方，但对于 $f$ 内部的构造原理一无所知(黑盒)；
3. 开发者需要实现 $f$ 内部，对外提供输入 $x$ 和输出 $y$ 的地方或规范(接口)

举个例子，当集合 $\{11,12,13\}$ 内的数以此作为输入 $x$ 时，要求输出 $y$ 的结果分别是 $1,2,3$ ,此时 $f$ 可以是下图的实现(绿色部分)：

绿色部分实现对用户是未知的，内部的实现可能有点奇怪（例如 $f4$ ,已经和输入内容无关），但算是能够“正常”运转

• $f$ 的内容是任意的，该函数在计算机系统内部多种领域均可套用

模块化

1. 对于 $f$ 内部而言，一个复杂的系统会被拆分成多个模块，执行特定任务。每个模块相连接，使整个系统得以运转
2. 模块是有限个的，模块的功能在有限步骤内完成
3. 同样，每个模块也可以是一个函数模型，对于负责完成模块的开发者是可见的，其他人不可见
4. 功能模块化便于后续定位问题，迭代优化更新等
   

目录

1. 计算机组成原理