计算机发展速成40课时
2021-03-09 01:09:14 20 举报AI智能生成
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计算机发展速成课程是一门为期40课时的紧凑课程，旨在帮助学员快速掌握计算机科学的基本概念和技能。在这40课时中，我们将涵盖计算机硬件、软件、网络、编程等方面的知识，通过理论讲解与实践操作相结合的方式，使学员能够在短时间内建立起扎实的计算机基础。此外，我们还将邀请业界专家进行授课，分享最新的技术动态和发展趋势，帮助学员更好地了解行业现状和未来发展方向。总之，计算机发展速成课程将为您提供一个全面、系统的学习平台，助您在计算机领域迅速成长。
作者其他创作
大纲/内容
计算机科学速成40课时
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
学习动机
强烈的好奇心驱动
1计算机发展史
算盘
二战差分机器
机器用打孔卡
普查人口
2电子计算器
继电器
真空管
图灵机
冯诺依曼
晶体管
原理
半导体-硅
贝尔
仙童
英特尔
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
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
RAM内存
随时存取数据
寄存器
作用: 临时存取数据
寄存/锁存技术
矩阵
ALU
1字节byte
8位(bit)
多路复用器
固定内存
随读随取
7中央处理器CPU
取指令(操作指令+地址)-解码-执行指令
RAM
操作指令
地址码
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
超频
动态调整频率
降频
省电
8指令程序
运行逻辑
循环
程序终止
介绍”指令集”的概念:LOAD_A，LOAD_B，SUB，JUMP，ADD，HALT 等指令
指令长度
32位
64位
9高级CPU设置
为了提升读写效率
RAM缓存到CPU
脏位
多cpu
超级计算机
10早期的编程方式
穿孔纸卡
纺织机
第一次人口统计
穿孔纸卡读取器
面板编程
第一款商用计算机
8800
问题
11编程语言发展史
汇编器
目的
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
需要知道寄存器和内存位置
编程语言诞生
内存地址的抽象-变量
FORTRAN
1957-IBM
COBOL
可以在不同机器上运行
1959
1960
lisp
70s
c
80s
90s
00s
c#
go
swift
12编程基础
语句
函数
13算法
复杂度
定义; 算法大小和步骤直接的关系
14数据结构
数组
字符串
链表
队列
先进先出
栈
push
pop
后进先出
多节点-数
单向
红黑树
很多编程语言自带数据结构库
15阿兰图灵
图灵机的原理
16软件工程
IDE
17集成电路摩尔定律
晶圆wafer的制作
光刻技术-切割晶圆
一片晶圆可以做出很多IC
IC包裹微型芯片
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
光刻机
2021年
台积电为苹果量产2纳米芯片
VLSI软件-自动生成芯片设计
18操作系统
场景
多任务
内存保护
Unix
19内存存储介质
延迟线存储器
磁性存储器
电生磁原理
怎么实现永久存储呢?
被磁化后有正负极
1950磁带
1953磁鼓存储器
磁盘
软盘
易于携带
光盘
硬盘
机械硬盘
固态硬盘SSD
读写更快
20文件系统
音频
二进制数据
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
目录文件管理
21压缩
为什么压缩
节约内存
压缩原理
减少重复信息
无损压缩
游存编码
字典编码
有损压缩
22命令行界面
输入
肖尔斯键盘QWERTY
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
存储和实时更新矢量产生动画
1962导致电子游戏诞生
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
美国计算机发展
美国要登月-诞生阿波罗导航计算机
集成电路
但是忽略消费者市场
触达消费者电子产品
随身听收音机计算器
街机
英特尔的微处理器
25个人计算机革命
电脑
单芯CPU
内存
显示器
输入键盘
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
Apple I
组装机
1977 APPLE 2
一体机
销售- 上百万套
1979-发明了电子表格软件
IBM PC
DOS操作系统
1984苹果麦金塔
图形化界面
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
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
10:06 纹理映射 Texture Mapping
因为CPU不擅长图形计算
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
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
大文件拆分为多个数据包传输
数据包要符合IP协议
IP地址
是数据包传递到达目的地的地址
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
时间长
三次握手确认过程记录的确认码耗时
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
32黑客
01:28 社会工程学 Social Engineering01:38 钓鱼 Phishing02:06 假托 Pretexting02:50 木马 Trojan Horses03:32 NAND镜像 NAND Mirroring04:12 漏洞利用 Exploit04:16 缓冲区溢出 Buffer Overflow05:45 边界检查 Bounds Checking06:16 代码注入 Code Injection09:32 零日漏洞 Zero Day Vulnerability09:53 计算机蠕虫 Worms09:58 僵尸网络 Botnet10:11 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
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
远距离交流
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
大型计算机
二战破解密码
冷战竞争
个人计算机
个人工作
游戏开发
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
知识系统化梳理
有深度
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
动画比纸张的静态图好理解多了
主持人
热情-感染力-可爱
背景契合主题舒适
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