JAVA EE （计算机是如何工作的）

学前注意事项

出去面试的时候java岗位不需要懂前端（会少量讲解）

但是我们做项目的时候多少回用到一些前端的东西

1.什么是计算机

1.1前情提要

不仅仅只有电脑是计算机

计算机还不仅仅是电脑手机和平板路由器智能洗衣机刷脸打卡机都可以说是计算机

1.2计算机分类

1.更通用

（1）终端设别（台式机，笔记本，手机，ipad）手机

（2）服务器日常普通用户是见不到的，以后我们作为开发人员还是经常和服务器打交道的

2.不是特别通用

（3）嵌入式设备，主体功能不是用来计算而是针对一些特定专属常见，量身定做的（专用计算机）

1.3冯诺依曼体系结构

（1）1.2中的所有设备都遵循冯诺依曼体系结构

（2）冯诺依曼和图灵是计算机的祖师爷

冯诺依曼在成为计算机之父之前就是物理化学专家，博弈论之父，还参与过“曼哈顿计划”，是奥本海默的技术顾问，被评为20世纪的全才！！！！！！！！

他在火车上遇到了普林斯顿大小研究员，这个研究员在参与计算机设计，然后互留联系方式，后面冯诺依曼就参与了“艾尼阿克”第一台计算机的开发

然后提出了冯诺依曼体系，并对第一代计算机进行改进。

冯诺依曼体系定义了二进制表示的存储数据。

（3）冯诺依曼体系结构大致就是说

一个计算机要有（目前市面上有的计算机的结构）

CPU（控制器运算器）

存储器（内存外存）

输入设备

输出设备

有的硬件设备可能是输入设备也可以是输出设备

（4）计算机一开始是为了军事用途

最早是用来计算弹道轨迹

1.3.1CPU

(1)cpu主要功能是进行各种算数运算

（2）进行各种逻辑判断

我们的每一个程序都是通过cpu来进行执行的

（3）一个打工人一天可能工作8小时

可能一个人花4小时把活干了

这时候就可以把CPU占用率成为百分之50

一个计算机上同时运行横夺程序，这些程序有些全力工作有些不全力工作，最终算出的总占用率

（4）现在的计算机有多核，假如16个核心，就代表一个核心是一个cpu

（5）linux中式把每个cpu的核心加在一起

（6）CPU的频率就代表这CPU的效率，数字越大，干活越快，我们可以理解为1s中cpu运算了多少次，执行了多少个指令。

（7）CPU认识知道的指令就是汇编语言。

你让计算机算一个1+1 = 2其实这背后有非常多的机器指令

（8）如何让一个CPU核心更快

让CPU中的集成基础原件更多，也就是更加的小目前极限是4nm工艺

最近台机电在冲击1nm工艺

小到足够小的时候这其中就涉及到量子力学emmmmm

（9）既然多核心难以更nb，那么不妨往多核心发展

英特尔最近还有啥大小核心的，大核一个顶两，小核还是一对一。英特尔公司还提出了超线程技术，一个cpu一个核中有两个线程，也就是一个物理核心顶2个核心使用。

引入更多的核心本质上相当于干活的人读了，所以要想程序跑的更快，就需要在设计程序的时候考虑这一点，我们需要将问题拆分成更多的部分，交给多个不同的核心来进行处理。

不能单核全干，其他核看戏

（10）所以现在多线程编程，才成为了我们当前研究的重点内容。

底层就是数电emmm

1.3.2指令表（重要的）

（1）指令可以仍未CPU被设计的时候，给程序员提供的一些程序接口。

（2）不同的CPU提供的哪些指令是不一样的，虽然不一样但是也是有几套标准的。（x86）现在更多的是（酷睿一种x86的继承）amd为了和intel兼容，也高搞了了x86，还有一个交arm架构，像我们的平板手机各种嵌入式系统，m1，m2芯片也是arm架构，论性能不及x86，但是功耗比较低，所以比较适合移动设备。还有一些冷门架构emmm不多说了

总的来说CPU其实有很多不同的架构，同一个程序在这个机器上的cpu上面可以运行但是另一个机器就不行，就像我们的手机和电脑应用要区分开。

（3）cpu是如何执行指令啊？

所谓的指令都是先加载到内存中，然后才被cpu读取并执行。

比如一个java程序，写出来时一个java源文件程序，编译得到class二进制文件，运行jvm时就会把这个class文件加载到内存中，再进一步翻译成cpu能够识别的二进制指令

比如一个c程序写出来是一个c源文件代码，编译得到exe二进制文件，操作系统是吧这个exe加载到内存中，在进一步的由cpu执行。

（4）因此CPU执行程序大概就是经历三个阶段

读指令（把内存中的治理数据读取到cpu的寄存器中，存储数据的模块称之为寄存器，速度比内存快，但是内存空间更小也更贵）

解析指令，（理解放弃指令要做啥）

执行指令

上述是一个简化的模板，他还会有流水线啊啥的（计算机体系结构这个课里面会讲，大家自己去找找感兴趣的）

（5）指令表的引入