20201007开始学习视频
Crash Course Computer Science:
https://www.bilibili.com/video/BV1EW411u7th?p=7
笔记部分参考
https://github.com/1c7/crash-course-computer-science-chinese
1计算机发展史
计算机很强大,推动社会进步,目前21世纪为止最伟大的发明
算盘
二战差分机器
3:布尔逻辑门
1+1->1
1+0->0
0+0->0
4二进制
not/and/or
通过真/假2种状态识别多种门
二进制
0,1
满2进1
通用的是2进制
所有数据(音视频/文字/操作系统)存储的数据形式都是二进制
十进制
16进制
浮点
ASCLL
1992-Unicode
5算数逻辑单元ALU
算法单元
内存溢出
加减乘除,抽象
7中央处理器CPU
取指令(操作指令+地址)-解码-执行指令
RAM
控制单元
CPU和RAM如何通信
地址线
数据线
允许读/写信
时钟频率
间隔时间出发电信号
时钟速度
定义:CPU取指令(操作指令+地址)-解码-执行指令的速度
hz
一兆赫兹,一秒一百万次,1GHZ=一秒10亿
超频
8指令程序
介绍”指令集”的概念:<br>LOAD_A，LOAD_B，SUB，JUMP，ADD，HALT 等指令
10早期的编程方式
面板编程
问题
编程人员需要知道底层实现原理才能编程,复杂,不能发挥计算机全部能力
这个时代编码都是人在迁就机器,使用学习成本极大,现代人编码好幸福
11编程语言发展史
汇编器
目的
对硬件编程, 为了方便人们操作使用,硬件编程太复杂
因为机器只能识别二进制码
汇编语言->机器码
CPU可以直接执行机器码
编程语言诞生
内存地址的抽象-变量
FORTRAN
1957-IBM
运行速度慢一点,但编程速度大大加快
14数据结构
数组
字符串
红黑树
很多编程语言自带数据结构库
17集成电路摩尔定律
晶圆wafer的制作
光刻技术-切割晶圆
氧化层
化学腐蚀改变晶圆导电性
光掩模
摩尔定律
一个IC可以装下的晶体管数量每18个月翻一番
19内存存储介质
延迟线存储器
磁性存储器
电生磁原理
正反方向通电,电流方向代表极性,代表1和0, 所以可以存储1和0
1950磁带
1953磁鼓存储器
磁盘
光盘
光盘的表面坑洼,利用光反射原理存储读取1/0
硬盘
机械硬盘
原理: 使用集成电路寻址,磁性存储器过时
20文件系统
音频
二进制数据
数据开头是wave音频的信息: 音频大小,,一秒5000次振幅大小记录
视频
三原色
颜色有强度区间: 0-255
一种颜色用一个字节来存储
图像有很多像素组成,像素有字节组成
目录文件管理
包含文件名,修改信息,所属块,文件路径
操作系统的文件新系统作用: 碎片存储,碎片读取
21压缩
有损压缩
感知编码,删除人无法分辨的信息
视频: 不动的帧画面不存储,重复使用相似的帧画面
22命令行界面
电视普及: 键盘打字机->图形化成为人际交互的可能
虚拟电传打字机=终端
游戏速成课
andre meadows
23-2D图形显示-屏幕
阴极射线管CRT
矢量扫描 Vector Scanning
光栅扫描 Raster Scanning
LCD扫描多次
02:14 液晶显示器 Liquid Crystal Displays (LCD)，像素 (Pixel)
03:32 字符生成器 Character generator
作用: 把字符转为像素
显卡运行的原理
03:45 屏幕缓冲区 Screen buffer
05:09 矢量命令画图
省内存,所有图形由线段构成
存储和实时更新矢量产生动画
1962导致电子游戏诞生
06:34 Sketchpad, 光笔 (Light pen)
09:00 函数画线，矩形
24冷战消费主义
1950美国成立国家基因科学会
政府出资,导致果果技术领先世界
日本半导体兴起,获得贝尔实验室专利
英特尔的微处理器
25个人计算机革命
1975
ALIAIR 8080
解释器
编辑器
BASIC语言
催生: 佳酿计算机俱乐部第一次展示ALIAIR 8080机器
乔布斯和沃兹尼亚克看到了商机
1977 APPLE 2
一体机
销售- 上百万套
因为个人计算机自带BASIC解释器, 人们可以在计算机上编写程序
1979-发明了电子表格软件
26图形用户界面
01:10 图形界面先驱：道格拉斯·恩格尔巴特（Douglas Engelbart）
03:20 1970年成立 帕洛阿尔托研究中心（Palo Alto Research Center）
03:29 1973年完成 Xerox Alto(施乐奥托) 计算机
04:42 举例：写一个简单的 GUI 程序
06:38 1981年的 Xerox Star system(施乐之星系统)
08:18 史蒂夫·乔布斯去施乐参观
07:45 所见即所得 WYSIWYG
09:15 1983年推出 Apple Lisa
09:31 1984年推出 Macintosh
10:12 1985年推出 Windows 1.0，之后出到 3.1
10:43 1995年推出 Windows 95 提供图形界面
11:08 1995年微软做失败的 Microsoft Bob
27图形渲染3D
01:15 线框渲染 Wireframe Rendering
01:39 正交投影 Orthographic Projection
01:50 透视投射 Perspective Projection
02:14 网格 Mesh
02:37 三角形更常用因为能定义唯一的平面
03:09 扫描线渲染 Scanline Rendering
抗锯齿,边缘切割的颜色淡化
05:04 遮挡 Occlusion
05:19 画家算法 Painter's Algorithm
06:09 深度缓冲 Z Buffering
07:45 Z Fighting 错误
07:51 背面剔除 Back Face Culling
08:53 表面法线 Surface Normal
09:33 平面着色 Flat Shading
09:43 高洛德着色 Gouraud shading, 冯氏着色 Phong Shading
10:06 纹理映射 Texture Mapping
3D游戏场景渲染: 都有无数个三角形平面组成,每个平面经历: 扫描线渲染,抗锯齿,光照, 着色,纹理
11:24 图形处理单元 GPU, Graphics Processing Unit
因为CPU不擅长图形计算
包含RAM运行内存,专门处理图形渲染
28计算机网络
02:05 局域网 Local Area Networks - LAN
一开始数据只在局域网内传输
Mac地址码是每台电脑独一无二的标识
02:36 媒体访问控制地址 Media Access Control address - MAC
02:55 载波侦听多路访问 Carrier Sense Multiple Access - CSMA
05:18 指数退避 Exponential Backoff
05:36 冲突域 Collision Domain
减少不同计算机的之间数据传输冲突,所以有了交换机
07:08 电路交换 Circuit Switching
路由器
负载均衡: 数据去哪条路线传输看哪里不赌去哪里
07:36 报文交换 Message Switching
10:20 分组交换 Packet Switching
29互联网
02:23 IP - 互联网协议 - Internet Protocol
03:00 UDP - 用户数据报协议 - User Datagram Protocol
03:41 校验和 - Checksum
05:26 TCP - 传输控制协议 - Transmission Control Protocol
可同时多次发包
访问互联网资源需要: 端口+IP
08:21 DNS - 域名系统 - Domain Name System
"互联网域名电话本"
作用: 把域名(google.com)解析为唯一的IP+端口号
10:47 OSI - 开放式系统互联通信参考模型 - Open System Interconnection
物理层
数据链路层
网络层
传输层
会话层
表现层
应用层
30万联网world wide web
01:01 超链接 Hyperlinks
实现在不同网址之间的跳转
02:20 URL - 统一资源定位器 - Uniform Resource Locator
03:01 HTTP - 超文本传输协议 - HyperText Transfer Protocol
04:13 HTML - 超文本标记语言 - HyperText Markup Language
04:24 写一个简单网页，用到了 <h1> <a> <h2> <ol> <li> 标签
06:04 第一个浏览器和服务器是 Tim Berners-Lee 花了 2 个月在 CERN 写的
06:32 1991年正式发布，万维网就此诞生
07:19 开始讲搜索引擎的故事
07:40 Jerry 和 David 的万维网指南 后来改名成 Yahoo
07:52 搜索引擎 JumpStation
09:07 搜索引擎 Google
09:20 网络中立性
31计算机安全
01:00 Secrecy, Integrity, Availability
保密性, 完整性, 可用性
01:49 Threat Model 威胁模型
03:14 身份验证 (Authentication) 的三种方式：
What you know, 你知道什么
What you have, 你有什么
What you are, 你是什么
07:34 访问控制 Access Control
08:48 Bell LaPadula model 不能向上读取，不能向下写入
11:00 隔离 Isolation, 沙盒 Sandbox
32黑客
01:28 社会工程学 Social Engineering
01:38 钓鱼 Phishing
02:06 假托 Pretexting
02:50 木马 Trojan Horses
03:32 NAND镜像 NAND Mirroring
04:12 漏洞利用 Exploit
04:16 缓冲区溢出 Buffer Overflow
05:45 边界检查 Bounds Checking
06:16 代码注入 Code Injection
09:32 零日漏洞 Zero Day Vulnerability
09:53 计算机蠕虫 Worms
09:58 僵尸网络 Botnet
10:11 拒绝服务攻击 DDoS
33加密
34机器学习人工智能
35计算机视觉
36自然语言处理
37机器人
38计算机心理学
39教育科技
40计算机未来
科普计算机,呼吁年轻人转型做程序员
体会
课程路线
从计算机诞生到现在的计算机发展
计算机的硬件和软件起源
计算机进化使用场景
纸卡打孔
纺织
人口统计
公司和政府工作中产生的数据需要计算
现在: 人工智能,机器人,深度学习,自然语言学习,计算机图形学
特点
大量的历史视频
知识串起来用生动图形表达流程和逻辑关系
图像化: 信息量比文字大,易理解,小白读者很友好
知识系统化梳理
每次升级抽象-出现固定动画
每集开始会帮助回顾之前的知识
每集之间的连贯性很强,阐述历史缘由,注重用户的理解记忆,
动画比纸张的静态图好理解多了
与书籍相比,视频类还有听觉帮忙吸收信息,减轻大脑注意力的消耗,赞!<br>图形动画+ 听觉 +视觉= 组合,让视频类教学比书籍传播更受欢迎
好奇他们的视频怎么剪辑和制作的,想学习以后怎么做适配
