计算机基础

  • CPU
  • 内存
  • 操作系统OS
  • 命令行
  • git版本控制器


CPU

运算器+控制器+寄存器，用于控制时间、处理指令、执行操作及处理数据。

目前大多数的CPU实际上集成了多个中央处理单元（CPU的核心），即所谓的多核心处理器，这些核心可以分别同时执行程序指令。

  • 很多CPU核心都支持单指令多数据流（SIMD），提供指令级的并行功能，单个指令可以同时操作多组数据。
  • 单个多核CPU提供线程级的并行，多个核同时执行多个指令流，同时处理多个数据流。
  • 多个多核CPU可以提供进程级的并行功能，多个CPU同时运行多个进程，每个进程又可以有多个线程，同时处理多个数据流。
  • CPU主频：CPU在每秒内发出的时钟脉冲信号的个数。常用的单位是GHz，如主频为4.0GHz的CPU，每秒可产生40亿个时钟脉冲信号。通常主频越高的CPU，单位时间内执行程序指令的速度越快。

内存

是很多微型开关组成的存储数据的硬件，其中每个开关的开合状态分别代表0和1

  • 每个开关的状态称为一个位（bit)，是计算机中内存的最基本单位。
  • 8个为组成一个字节（Byte）
  • 需要对内存中的每个字节进行编号，即物理内存地址
    cpu使用多核心 深度学习_命令行
  • 计算机的内存结构是线性的，可以看成由很多可以存储0或1小格子组成的长条形结构
  • 32位计算机，用32位的二进制表示内存物理地址，最大可支持 cpu使用多核心 深度学习_命令行_02。
  • 64位计算机，用64位的二进制表示内存物理地址，最大可支持 cpu使用多核心 深度学习_cpu使用多核心 深度学习_03。

操作系统OS

简介 : OS是我们操作计算机硬件的帮手，而且很多时候我们还需要计算及同时处理多个任务，每个任务又可能有多个执行流程，但问题是计算机可利用的计算和存储资源都是有限的。所以OS的功能：在硬件资源有限的条件下，实现多任务的并发运行，尽量提高硬件资源的利用效率，提供资源访问的冲突协调机制。
进程：

  • 是OS进行计算机资源分配的最小单元。
  • 是OS对正在运行的程序的一种抽象。
  • 是应用程序的执行实例，每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其他各种系统资源组成。
    线程：
  • 是CPU核心调度和分配的基本单位。
  • 每个进程至少有一个主执行线程，主执行线程终止了，进程也就随之终止。
  • 除了进行主线程之外，一个进程还可以创建更多的线程。
  • 一个进程的所有的线程共享访问进程拥有的资源，但不能直接访问其他进程拥有的资源。
  • 线程是用逻辑内存地址来访问进程的虚拟地址空间。
  • 操作系统为每个进程内的线程提供资源的协调访问机制，如互斥锁(Mutex)和信号量（Semaphore)

总结：

  • 计算机的计算和存储资源是有限的。
  • 计算机能表示的信息也是有限的。
  • 程序设计者的任务是尽可能高效利用有限的计算和存储资源，完成更多的任务的处理。

命令行

操作系统中的各种“器”（应用程序）：

  • 操作系统命令行解释器：解释执行操作系统及启动应用程序，e.g.，terminal,bash,cmd shell,prompt等。
  • 编辑器：编辑文本文件的应用程序，如vim,emacs,word,wps等。
  • 编译器：把代码转化为二进制程序和库的应用程序，用于编译型语言，如C/C++，Fortran等。
  • 调试器：用读入二进制程序、交互执行及查看程序运行状态的应用程序，如gdb等。
  • Python解释器：用来解释python命令的命令行。(进入方式：在终端输入python3 进入原始python解释器，输入ipython3进入提高版本的交互式python。
  • 集成开发环境：集各种“器”于一身的应用程序，给用户提供一个友好便捷的程序开发环境，如VS Code, pycharm, spyder。