随笔-计算机原理

按自己的理解串了一下以前学过的知识。如有错误，还请指正。

模电

交流升压降压： 线圈绕组。

交流转直流： 整流桥+电容。

二极管： VA特性曲线。 导通电压， 用作开关，高低电平在数电里作为0/1。反向击穿电压，保护电路。

三极管/MOS管： 其中一极可以控制另外一极的电流/电压。

无源/有源晶振电路： 晶体的压电效应+共振， 起振后可以输出稳定的波形， 然后可以转为方波。

数电

时钟信号： 通过有源/无源晶振电路实现。

0/1逻辑：与高低电平对应 。

与或非 及其他门电路：基于三极管/MOS管实现。

锁存器（寄存器）： 基于三极管/MOS管实现。

补码： 统一加减法，方便乘除法计算。

加法器： 基于门电路实现的补码计算。

乘法，除法： 类似加法器实现。

CPU： 包含 ALU+寄存器+控制器。 ALU是数逻运算器（数字运算器+逻辑运算器）。数字运算器包含加法器等。逻辑运算器主要是门电路。 控制器控制取指令，执行指令，转移数据等。

内存：SRAM基于锁存器，大规模实现偏贵。DRAM基于电容+时钟刷新，大规模便宜，但要注意频率适配。

IO电路：输入输出电路。 接收外部信号（数据，中断信号等）。向外输出信号（控制信号，数据等）。

非易失性存储器件： FLASH, 磁盘，光盘等。（存储BIOS引导， 操作系统代码， 数据等）。

操作系统

机器指令： 输入CPU的指令。

汇编指令： 对应机器指令的伪代码。

高级语言（C/C++, Java等）： 经过编译，汇编，链接，可以变成机器指令， 加载到裸机或者操作系统欧冠中。

脚本语言（sh脚本， bash脚本， powershell脚本等）： 将一些命令和参数，组合起来，解释并执行的语言。

CPU运行级别： 至少有 特权级别/用户级别两种。 特权态可以执行所有指令。 用户级别可以执行有限的指令。

系统调用：用户态程序想要使用特权态的才有的功能时， 用户程序向操作系统发起请求， 由操作系统代为执行（同时cpu从用户级切换到特权级别）

库函数： 操作系统实现的，方便用户使用的接口。 有一部分是系统调用的包装，有一部分是高级一点功能或函数。

（命令行中的）命令：有些是库函数或系统调用的包装， 从命令行或文件中接收参数。有些是自己自己的程序。

程序： 包含代码，初始数据等内容

进程： 运行中的程序。包含了代码，初始数据， 内存中的临时数据（堆），CPU上下文栈（栈）

线程：一个运行中的程序， 可以使用多个CPU. 每个CPU都维护自己的一个栈（CPU上下文栈）。 注意，这里的CPU是虚拟出来的，比如1个进程向操作系统申请了8个线程， 但是实际上底层只有两个CPU硬件， 操作系统就会通过特定的线程调度算法， 分别让8个栈，在底层的CPU上与运行一段时间，并不断轮转。 如果有优先级比较高的栈，还会发生抢占。

线程调度： 多个CPU上下文栈的切换。

进程调度：现代操作系统主要是线程调度。 线程调度的过程中，自然发生着进程调度。

硬件地址：硬件编码的地址。

虚拟地址：操作系统实现的地址， 进程/线程感知到的地址。

锁： mutex互斥锁，semaphore信号量。底层是状态标记+compareAndSet指令（这是一条原子指令，作用是比较并设置值，并返回成功还是失败）+ 线程阻塞/通知。

monitor: 在 mutex 和 semaphore 的基础上，提出了更高层次的同步原语 monitor，不过需要注意的是，操作系统本身并不支持 monitor 机制，实际上，monitor 是属于编程语言的范畴，当你想要使用 monitor 时，先了解一下语言本身是否支持 monitor 原语，例如 C 语言它就不支持 monitor，Java 语言支持 monitor。 一般的 monitor 实现模式是编程语言在语法上提供语法糖，而如何实现 monitor 机制，则属于编译器的工作，Java 就是这么干的。

线程状态：

running（ready，running）,

blocked（可中断/不可中断）,

waiting（timed_waiting/waiting. jvm中还分出了这两个状态）

线程通信方式： 中断， 共享内存，pipe

线程同步： 锁+线程通信。