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前言
哈喽，各位老铁，新的一个专题—JavaEE开始启动了，在这个博客中，我们会面向企业级开发，知识点会更多，并且会有一些项目实践等等，对此，我们可以拭目以待了，而这次博客的主要内容就是一点，简单聊聊计算机是如何工作的
1. 为什么Java程序员需要了解
通过大家看我的博客专栏可以发现，我主要走的是Java方向，以后的工作跟软件相关，为什么还要写这个博客呢？
主要有两个原因：
往大的来说，我们从软件工程师的角度来解释计算机是如何工作的，目的既不是期待我们可以造出属于自己的计算机，也不是介绍编程，而是希望让大家了解完计算机的核心工作机制后，打破计算机的神秘感。
上面的描述好高大上呀，
往小的说，咱们讲完这个博客之后，会讲解多线程，网络编程，这些基础的实现计算机交互的功能，有些细节需要站在CPU的视角下来进行，那就需要对计算机的工作原理，一些底层知识有一定的了解，因此我们或多或少都需要了解计算机是如何工作的。
2. 冯诺依曼体系 (Von Neumann Architecture)
现代计算机大多数都遵守冯诺依曼体系
CPU中央处理器：进行算术运算和逻辑判断
存储器：分为外存和内存，用于存储数据(使用二进制存储)
输入设备：用户给计算机发号命令的设备
输出设备：计算机给用户汇报结果的设备
3.一台电脑构成有哪些部分
上述的冯诺依曼体系只是设计计算机的模版，现在的计算机主要分为这几部分：
CPU，主板，内存，硬盘，电源，散热器，机箱，显卡(GPU)等…
上面这些东西都是很常见计算机的配件，下面我们来主要说说内存和硬盘，以及CPU
4. 内存 VS 硬盘
两个主要有下面四种较大的区别：
读写速度：
硬盘读写速度慢，机械硬盘的读写速度大约在100～150MB/s，即使是性能较好的固态硬盘（SSD），其读取速度也大约在2000MB/s
而内存读写速度快，在上面的基础上，可以达到几千倍，例如，DDR4内存的连续读取速度大约是60GB/s存储空间：
内存存储空间比较小，一般是16GB，32GB，64GB
而硬盘存储空间比较大，一般是512GB，1T，2T
按住Ctrl + Shift + Esc ，打开任务管理器，可以查看内存的大小生产成本：
内存成本高，硬盘成本低。存储数据是否持久：
硬盘存储数据是持久的，断电也不会丢失
内存存储数据不是持久的，断电就无了
5.CPU
这一篇博客主要讲解 CPU我们从以下方面进行讲解
5.1. 主要的指标(和日常开发密切相关)
第一个是 CPU 的 频率
CPU 的频率分为两种一个是默频/基频，第二个是睿频/加速频率
以我的电脑为例：
G相当于 10的9次方，2.6GHz的意思是 CPU 一秒可以进行 26亿计算
现代 CPU 的一个特性，动态的根据当前的任务量，频率变更，类似于变频空调，
而 最大频率就是说 CPU 一秒计算的最大次数
第二个是 CPU 的 核数
最开始的 CPU (2008年之前)，之前的 CPU 都是单个核心的，当时研发新的CPU，就是努力提高 CPU 的频率。但是提升到一定程度，就提高不上去了。
既然单个核心既然已经达到了瓶颈，干脆引入两个核心来进行工作，叫做多核心技术。
现在做CPU比较出名的两个厂商 Intel 和 AMD，
Intel 认为上面的 提供两个核心还不够，研发出了 “超线程技术”，让一个 CPU 核心，顶两个，这样 一个 CPU 上有4个核心，分为 物理核心 (真实干活的人) 和 逻辑核心 (实际上这些人能同时干几个活)
但是目前，Intel 自废武功，从 12 代开始，提出 "大小核技术体系’，大核，一个顶两个，小核，一个顶一个，而 AMD 全是大核 。
以我的电脑为例：
大核：4个大核，8个小核。
当前CPU 往多核心 角度发展，也对程序员提出了新的要求。需要我们把任务，拆分成多个部分，交给线程使用。
5.2. CPU执行指令的过程
5.2.1.指令
首先，我们先介绍我们需要的指令。
所谓指令，即指导 CPU 进行工作的指令，主要是由操作码 + 被操作数组成的。
其中操作码用来表示要做什么动作，被操作数是本来指令要操作的数据，可能是内存地址，也可能是寄存器编号等。
指令本身也是一个数字，用二进制形式保存在内存的某个区域中。
注：上面的指令表是我们自己编写的，实际会比这个更加复杂。
这个是我们等会要用到的数据集
5.2.2. 运行流程
上面便是对指令集的说明，以及对 CPU 的补充，下面我们来解释一下 CPU 是如何工作的。
CPU 执行指令的过程：
- 读取指令
- 解析指令(对照指令集，理解指令的含义)
- 执行指令
假设 CPU 从 0 号地址开始执行
第一步：从 0 号地址开始执行
(1) 读取指令：00101110
(2) 解析指令：
opcode：0010 ， 操作数：1110
意思就是：把1110地址上的数据，读取到寄存器A中
(3) 执行指令
此时寄存器A存储的是 00000011 ，转化成十进制就是 3
默认 CPU 是 顺序执行下一条指令
第二步：从 1 号地址读取指令
(1) 读取指令：00011111
(2) 解析指令：
opcode：0001 操作数：1111
意思就是：把1111地址上的数据存储到寄存器B中
(3) 执行指令：
寄存器A：00000011 —3
寄存器B：00001110 —14
第三步：从3号地址读取指令
(1)读取指令：10000100
(2)解析指令：
opcode：1000 操作数：0100
01和00分别是 寄存器B和A的编号
意思就是把01和00两个寄存器的数据相加结果放到00里
(3) 执行指令：
寄存器A：00010001 14+3 = 17
寄存器B：00001110 14
第四步：CPU 读取 3 号地址的指令
(1)读取指令：01001101
(2)解析指令：
opcode：0100 操作数：1101
意思就是把寄存器中A的值写入到1101地址中
(3)执行指令：
寄存器A：00010001 14+3 = 17
寄存器B：00001110 14
第五步：CPU读取 4号地址的指令
发现是 00000000
程序结束。
上述便是站在CPU的角度计算 14 + 3 的过程
通过上面的过程，我们会发现，这个add加法操作不是原子的，在以后讲解多线程的时候，还会在用到。
6.操作系统
6.1. 操作系统的分类
主要分为三大类：
1.PC端：Windows，MacOS，以及鸿蒙 (三足鼎立)
2.服务器端：Linux (一家独大)
3.手机端：IOS，Android，以及鸿蒙
Windows，Android系列，都是大家耳熟能详的
MacOS，IOS系列，用的人也不少，但是比较贵
鸿蒙系列，属于后起之秀，发展如何，我们拭目以待。
而Linux一般我们不太了解，我们在这讲一下。
Linux，主要用于嵌入式，以及物联网专业，
例如：路由器，门禁，洗衣机等这些设备，上面也搭载了标准的计算机，符合冯诺依曼体系，硬件设备配置比较低，功能也单一，此时就需要在 Linux上进行编写。
Linux和Windows的主要区别：
- api的不同：
例如同样是让操作系统sleep
Windows是 Sleep(ms) 包含的头文件：<Windows.h>
Linux是 sleep(s) 或者是 usleep(ms) 包含的头文件：<unistd.h> - 主要的操作方式不同：
Windows一般是使用图形化页面
Linux一般是命令行操作
6.2. 操作系统的功能
- 管理各种硬件设备
- 给各种应用程序，提供一个稳定的运行环境
这些应用程序，在工作过程中，是互不干扰的
即使某个应用程序，出现了bug
也不会影响其他应用程序的正常执行
下一篇，我们就要讲解线程和进程，我们不见不散