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计算机的发展史（稍作了解即可）
从硬件方面来了解计算机
程序的存储
广义数据在内存的存储问题
CPU的基本工作原理
让我们来从以下两个方面来了解计算机：
1.从硬件角度学习计算机的基本原理————CPU的基本工作原理
2.从操作系统软件角度，学习程序是如何工作起来的的————进程管理
计算机的发展史（稍作了解即可）
第一阶段：一个国家组织共同使用一台计算机
第二阶段：一个商业组织共同使用一台或多台计算机
第三阶段：PC（Personal Computer）以家庭为单位开始使用计算机了
第四阶段：以个人为单位开始使用计算机（手机）
未来： 一个会有很多台计算机
从硬件方面来了解计算机
冯诺依曼体系：指令只是一种特殊的数据
处理器（cpu）= 运算器 + 控制器
存储器（Memory） = 内存
外部数据（物理数据）进入到存储器主要通过输入设备（Input Device）
存储器内的数据传输到外部世界主要是通过输出设备（Output Device）
运算器 + 控制器 + 存储器 + 输入设备 + 输出设备
硬件体系下 CPU + 内存 + I/O 内部的数据交换通过 总线（BUS）
程序的存储
我们都知道 程序 = 指令 + 数据 那么指令和数据又是怎样在内存中进行存储的呢？
1.程序中的指令是一组预规定的动作，主要表现为一种特殊的数据需要我们存储在内存中，但是我 们的计算机只能存储操作码（Opcode）也就是以二进制的形式存数，所以我们要给CPU支持的所有动作都编码一个唯一的 数 字，然后利用编码的规定就可以成功的将指令存入我们的计算机了。
2.数据只需要转为二进制再存入内存即可
广义数据在内存的存储问题
我们的数据主要分为数和非数的数据
我们先来了解一下非数数据是怎样存储的，非数数据包括字符串，声音，图片……我们要在计算机中进行"非数数据"的存储就需要把"非数数据"通过编码表转换成数据类型的数据
举个栗子：
字符串 ===> 字符 通过Unicode 编码
'A' 003
'我' 1003098
图片 通过RGB编码
红绿蓝 0~255/0~255/0~255
我们再来了解一下数类型的数据在内存中的表示方法，数类型主要就是整数和小数
有限范围内整数的表示：正码，反码，补码 ===> 整型数
有限范围内的小数表示：IE标准 ===> 浮点数
接下来我们局限在整型中，但表示的数据可能是 整数，指令，字符，图片，声音……
CPU的基本工作原理
计算机的主要组成
1.cpu——又称为逻辑算数运算器可以处理（与，或，非，加，减，乘，除，取余）
2.控制器
3.寄存器——临时存储数据的存储单元（每个都只能保存一个整型数）现代的高级CPU为了提升性能，一般都带有缓存（CPU内缓存）
CPU的基本组成
首先我们来组建一下 与门（and gate），或门（or gate），非门（not gate），异或门（xor gate）
那计算机中的核心部件算数逻辑单元（ALU）是如何工作的呢？
算数逻辑单元主要处理两大方面的运算
算数方面： 加法，减法，乘法，除法，取余
逻辑方面： 与，或，非。
半加器
全加器
有全加器和半加器我们就可以组建一个八位数的加法器
ALU运算器的内部结构
三个输入：
A：要参与计算的第一个数
B：要参与计算的第二个数
C：本次的运算是什么opcode
输出：
正常输出以及三个标志位（溢出，为0，负数）
CPU是计算机的核心 ===> ALU是CPU的核心
所有程序的执行，本质上都是计算 + 读取 + 存入
读取：memory -> register
存入：register -> memory
所以我们的程序也就可以抽象为：opcode + a1 + b1
a，b都是需要寄存器来临时保存数据的，计算结果也是需要寄存器来保存的
要计算的opcode是控制单元CU告诉ALU的
CPU的执行过程
我们的程序是怎样运行的呢？其实只要有个起始位置填充到PC里，执行流就可以正常的运行起来了，而这个就是我们平时的main方法，我们程序的启动需要有“人”把我们的程序翻译出来的指令的第一条地址放到PC中，我们的程序就可以正常的跑起来了。至于为什么我们的程序中有函数（方法）等概念，并不是计算机硬件要用到这些概念，这些概念是为了方便程序员而诞生的。
1.取码阶段
CU根据PC寄存器的值，去内存的相应位置，把数据（指令）读取到IR寄存器中，正常情况下， PC寄存器中的值自动加1（PC寄存器中的值在这个指令周期中很关键，可以控制执行哪一条指 令，由于硬件中PC在自动 + 1，所以代码变成指令才能顺序的往下去执行，且代码中的一条语 句，很可能是需要多条指令才能完成）
2.解码阶段
CU按照预先设定的指令集解读指令数据（opcode + 操作数）
例如：0010 1110
人为规定：0010是opcode
查询指令表，知道0010代表的意思：从后边地址指定内存出，将数据读取到A寄存器
地址：0b1110 -> 14
3.执行阶段
LOAD指令应该由CU执行，所以按照规定执行指令
从内存的14地址处，将数据读取到A寄存器中
CPU的运算快慢，就是看CPU执行指令周期的频率。
CPU主频可以粗略的看作：每秒钟CPU能执行多少个指令周期。
CPU中往往会提供一些指令，这些指令可以去修改PC的值，进而影响执行流，也就是我们的分支语句：if，else，while，for，break，continue
CPU的中断模式（Interrupt Mode）
正常模式下，CPU可以顺序执行，可以分支执行。但总归只能按照既定顺序去执行。但现实中，很多时候，需要暂时中断CPU的当前执行流，先让CPU去做点其他工作，再回过头来继续原来的执行流。
CPU硬件中提供了一种机制（中断）让CPU停下，主要有以下四个步骤
1.保存当前的PC的值到内存的某个位置
2.修改PC的值，让执行其他的执行流
3.其他执行流执行结束之后，通过将刚才保存的PC值恢复到PC寄存器
4.继续原来的执行流
中断经常用作：
1.IO设备的处理
当有外部数据到达Input设备时，触发某个中断让当前正在执行的执行流暂停，切换到Input驱动 对应的执行流，把Input设备中读取到的数据，放到内存的某个位置，然后再恢复之前的执行流
2.操作系统中用来作进程调度（线程调度）
以上就是CPU的主要工作模式
