對於程序員，那些既陌生又熟悉的計算機硬件

程序員一步入中年，不知不覺便會被鋪天蓋地的「危機感」上身，曾經的那個少年已經不在，時間就是這樣公平。就算你能發明c語言，隨着時間的推移，你註定仍是要成爲慢慢變蔫的茄子，緩緩變黑的葡萄。

看着樂視退市的消息，週末我趕忙拉着兒子的小手，複習起了大學那曾經考試」滿分「的計算機基礎，你別說，只讀了一小部分我就發現一個事實，記憶力果真指數級降低，兒子一遍就能夠熟記，我卻衰退的就像沒上過大學。

原來程序員寫的程序實際上就是一個由0和1組成的位序列，或者說是比特序列，8個比特（bit）被分爲一組，稱爲字節。系統中全部的信息，包括網絡傳送的數據，內存中的數據以及磁盤文件，程序等，都是由一串比特（bit）表示的。若是你要問爲何非要8個字節呢？難道不會百度嗎？我又不是計算機發明者^_。可能有一點很是重要，你能夠拿去和麪試官吹水：一個一樣的字節可能表明一個整數，浮點數，甚至字符串，區分他們的惟一方法是這些數據的上下文信息。

順便提一下，在計算機中數字的表示方式實際上是對實際值的有限近似值，只不過一些高級語言對這些值處理的很好而已，不得不吐槽，JavaScript在處理這個問題上作的不是太好，不信你能夠瀏覽器的F12 運行一下

0.1+0.2
0.30000000000000004
0.01 + 0.05
0.060000000000000005

言歸正傳，做爲一個有着」代碼改變世界「夢想的程序員，對本身手藝要精益求精，就必須瞭解你的真愛的物力構成。不管多diao的軟件都運行在硬件基礎之上，雖然近幾年硬件的發展速度比你衰老的速度還要快，可是核心內容幾乎沒變，這纔是你真愛的裸妝。

CPU

先擼一下這個不成熟的百度百科

中央處理器（CPU，central processing unit）做爲計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執行單元

說的直白一點，這個傢伙幾乎是軟件運行的核心，是解釋和執行指令的引擎。目前主流的cpu的核心是一個32位或者64位（將來還可能更大）長度的存儲設備或者寄存器，被稱爲程序計數器（PC，一個蛋疼的簡稱）。在任什麼時候刻，程序計數器都指向內存中某條指令的地址。

CPU表面上是按照一個特定的模型去執行指令，這個模型由指令集的架構來決定的（每一個架構類型都不同，因此纔會有AMD，Intel）。自系統通電開始，直到系統斷電，CPU一直都在不斷的執行指令。若是沒有實際的軟件執行指令呢？拿windows來講，軟件層虛擬出來了一個「System Idle Process」進程，被稱爲系統空閒進程，這個進程會告訴cpu掛起（中止工做），因此這個進程的cpu使用率和其餘進程是相反的意思，它的使用率越高說明CPU的壓力越小。

CPU從程序計數器指向的內存地址讀取指令內容，並解釋該指令執行指令的操做，而後更新程序計數器，使他指向下一條指令，而這條指令頗有可能和上條指令並不是相鄰。簡單來講，cpu可能會頻繁的執行如下操做

1. 數據加載：從主存複製一段數據到寄存器，以覆蓋寄存器中原來的內容。
2. 數據存儲：把寄存器中的一段數據複製到主存的一個位置，以覆蓋主存原來位置上的內容。
3. 指令操做：把兩個寄存器的內容複製到邏輯計算單元，邏輯計算單元會對這兩段數據作指令運算，並將結果存儲在一個寄存器中。
4. 指令跳轉：從指令自己抽取一段內容並複製到程序計數器中，以覆蓋程序計數器中原來的值。

主存

老規矩，沒有百度不到的知識，一個沒有百度百科的名詞，說明不是頗有名

主存儲器（Main memory），簡稱主存。是計算機硬件的一個重要部件，其做用是存放指令和數據，並能由中央處理器（CPU）直接隨機存取。現代計算機是爲了提升性能，又能兼顧合理的造價，每每採用多級存儲體系。即由存儲容量小，存取速度高的高速緩衝存儲器，存儲容量和存取速度適中的主存儲器是必不可少的。主存儲器是按地址存放信息的，存取速度通常與地址無關。

主存是一個臨時的存儲設備，在程序被執行過程當中用來臨時存放程序內容和處理結果。從物理來說，主存是由一組動態隨機存取存儲器芯片組成（你能夠想象成一大排二極管），從邏輯上來說，主存是一個線性的字節數組，每一個字節都有一個惟一的地址，這些地址是從0開始的，如今主流的主存在我的計算機上已是16G的大小，讓我這個還在用4G主存的老人無言以對呀。

輸入輸出設備

當年計算機第一堂課，那個地中海的老師就講過這個概念，雖然具體內容如今已經和個人秀髮一併褪去，可是天天的工做中仍是能偶爾看到IO這個詞。

IO（輸入輸出）是系統與外部世界的鏈接通道，像咱們天天擼王者農藥的鼠標鍵盤，釋放壓力看小電影的高清顯示器，存儲蒼老師的磁盤等等，這些都隸屬於輸入輸出設備。

每一個IO設備都有一個控制器或者適配器，它是和系統交互的途徑，通常都和IO總線鏈接。說直白一點，每一個IO設備都有它的驅動程序，要否則系統不可能平白無故就能使用鍵盤鼠標這些設備的，即便如今的外設都是免驅的。

系統總線

總線是鏈接整個系統的橋樑，物理上是一組電子管道。他負責攜帶信息字節並在各個組件之間進行傳遞，就像咱們軟件系統設計SOA中的總線。總線根據系統定義的位數來傳輸定長的數據，每一個系統都不同，不過如今主流的長度要麼是四個字節（32位），要麼是8個字節（64位）。從這裏就能夠聯想到，64位的系統在數據傳輸速度上要比32位的系統快一倍，也許未來很快會邁入128,256時代呢

若是非要加一張圖的話，此圖最有表明性