第一节：计算机的组成
什么是计算机呢？
广义上的计算机，包含个人电脑、移动设备、服务器、嵌入式设备、自动化工业设备等；
但无论其形态如何，计算机的功能概括地讲，就是接收用户的输入（即用户意图），数据经由通过处理设备（运算、做功等）的处理，最后得到用户想要的结果，这个结果通过输出设备（显示器、生产线输出端等）反馈给用户；
【输入→处理→输出】这一过程中会用到数据的缓存和持久化存储，那么就需要用到输出设备；
同样地，在【输入→处理→输出】这一过程中，如果需要访问网络（目的可能是获取数据、存储数据、调用云端算法等），就需要用到网络设备；
随着技术的进步，计算机的硬件的形态也越来越多样化；
输入设备有哪些？
- 键盘；
- 鼠标；
- 摄像头；
- 移动设备传感器；
- 其它，如自动化生产系统物料入口等；
CPU是什么？
中央处理器，俗称CPU（Central Processing Unit），传统意义上的运算处理设备；
功能：从内存中获取指令并执行；
组件：控制单元（协调CPU外其它组件的工作）+算术逻辑单元（算术运算和逻辑运算）；
物理：内嵌在一块小小的半导体芯片上，上有数百万晶体管开关；
指标：时钟主频，电子脉冲发射频率，以赫兹（Hz）为单位，3.5GHz；
指标：核数量；
GPU是什么？
图形处理器，俗称GPU（Graphic Processing Unit），越来越多地应用于机器学习领域；
图像的处理，包括视频动画的播放、特效的渲染等，需要强大的计算能力支持；
一张静态图像可以使用若干个颜色值进行描述，例如一块1920*1080的显示屏，在ARGB模式下，每个像素点的颜色值变化区间为#00000000-#FFFFFFFF，即0~4,294,967,295，动画电影每秒刷新50帧，再考虑到一些特效的动态计算，显卡需要多么强大的计算机能力予以支持；
由于硬件厂商显卡制造技术的进步（以英伟达和AMD为代表），造成了显卡运算能力的过剩（试想你有多少时间用于看高清视频和玩大型3D游戏呢？），这种过剩的显卡运算能力被机器学习技术加以利用，大名鼎鼎的机器学习框架TensorFlow就是一种能够充分利用GPU运算能力的算法框架；
因此，有志于在机器学习上有所建树的同学，不妨在GPU的投入上提高一些预算；
输出设备有哪些？
- 屏幕；
- 打印机；
- 其它，如自动化设备输出端等；
存储设备有哪些？
- 内存；
- 磁盘；
- 移动存储设备，如移动硬盘、U盘、光盘等；
更多关于内存的知识
功能：存储程序和数据；
组成：无数个01字节序列，每个字节都有唯一地址，每个地址都可以被反复读写（RAM=random access memory）；
指标：容量，容量越大，计算机运行速度越快；
TIP：内存结构相对简单，造价低廉——内存越大越好；
网络设备
调制解调器（Modem），俗称猫，调制即将本地数字信号转换为网络信号以通过网络进行输出，解调则相反，即将输入的网络信号转换为本地可识别的数字信号；
有线网络适配器（有线网卡），计算机网线插口所连接的就是一块有线网卡；
无线网络适配器（无线网卡），接收无线路由器WIFI网络信号的，就是一块无线网卡；
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第二节：比特和字节
关于比特
一个比特位（bit）能够存储一个1或0，其底层代表某个电路开关的闭合或断开；
关于字节
一个字节（byte）由8个比特位构成，不考虑负数的话，其取值范围为二进制的00000000 ~ 11111111，换算为十进制为0~255；
我们用字节数表示数据量的大小，常用的字节单位有KB、MB、GB、TB（千兆吉太），即1KB=1024byte，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB；
*PS : 我们在进行程序设计时，既要考虑到存储和运算力的经济，又要考虑到数据的准确与否
例如，C语言中的一个无符号整型占4个字节即8*4=32比特，其取值范围为“32个0” ~ “32个1”，换算为十进制为0 ~ 4,294,967,295，如果用于存储金融数据则是不够的；
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第三节：操作系统简介
为什么要有操作系统？
计算机硬件能够直接识别的语言是机器语言，是由1和0所组成的，其底层是电路的闭合 与断开；
计算机硬件在出厂时，将硬件提供的功能封装为相对易读的指令集，指令集与硬件是唯一适配的，没有通用性，这极大地制约了计算机的易用性和普及程度；
在此背景下，操作系统定义了硬件功能的标准接口，硬件厂商通过自家的驱动程序，对这些标准接口进行具体实现；
程序员在为计算机硬件开发应用程序时，无需考虑具体硬件对标准接口的实现细节，而只需要通过统一标准的接口去调用硬件的功能，就能为不同硬件开发相同的应用程序了；
只要硬件搭载的是相同的操作系统，就能实现一套应用程序跑在不同的硬件上；
因此，操作系统诞生最原始的初衷，就是为了实现“不一样的硬件，一样的代码”，这使得计算机变得易于“操作”了；
随着应用程序的日渐丰富和复杂，位于应用和硬件中间层的操作系统，还承担着系统管理、资源调度、应用程序调度等诸多职责；
系统管理可以有什么作用？
- 管理文件系统，实现共享、实现安全；
- 管理外部设备，例如电源、磁盘、网络等等
- 管理用户和权限，使得多个用户可以安全地使用同一台设备，这对服务器尤其重要
资源调度
由于CPU、内存、外设、磁盘等资源，都是为众多应用程序所共享的，因此操作系统承担着资源调度之责，即：
- CPU执行时间片调度；
- 内存空间调度；
- 输入输出设备调度；
- 磁盘IO调度；
更体贴的应用程序调度
如今的操作系统都是支持多任务的，即用户可以一边写代码，一边听音乐，一边下载电影，一边运行服务程序，一边运行爬虫程序，等等，whatever you say！
具体到某一个应用程序，其内部又支持多进程、进程内又支持多线程；
因此任务管理、并发管理、以及其间的资源调度，都需要经由操作系统来实现；
这种管理和调度，既应该是自动的智能的，又应该支持用户自定义操作；
著名操作系统有哪些？
- Windows
图形用户界面的先驱（其实是抄袭施乐），盖茨实现了人人桌面都有一台电脑的梦想，用户量最大、应用程序最多； - Mac
用户体验最好的个人电脑，美观、高效、易用，无论休闲、办公还是开发； - Linux
开源的、以网络通信为出发点的操作系统，广泛用于服务器、嵌入式设备，经过定制的桌面版操作系统同样是很棒的PC机操作系统；开源、高效、安全、强大，越来越多地得到各国政府（包括中国政府）的大力支持；比较著名的定制版有Ubuntu、CentOS、RedHat、Debian、KaliLinux；国产的有红旗、在Ubuntu基础上优化过的Deepin等；安卓操作系统也使用的也是Linux内核；
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第四节：计算机语言
计算机语言的进化
机器语言，由0和1构成，是唯一能够直接被机器识别的语言，其底层是电路的断开与闭合，易读性差，开发效率低；
汇编语言，指令化的机器语言，用于底层开发，可读性和开发效率较机器语言有所提升，但依然晦涩难懂；
高级语言，接近人类语言逻辑的开发语言，可读性和开发效率大幅提升，其发展历程又经历了面向过程和面向对象两个发展阶段，现如今的大部分高级语言都是面向对象的；
常见的高级语言有哪些？
- Basic：更语义化的指令，适合初学者开发简单桌面程序；
- VB：微软开发，可以快速开发Windows程序；
- C：贝尔实验室开发，兼具汇编的强大与高级语言的易用，直接与底层硬件打交道，执行效率在所有高级语言中最高，广泛用于底层开发，及对效率要求较高的底层算法实现；
- C++：面向对象版的C语言；
- Java：简单低效版C++，跨平台，Web霸主，适合大团队协作；
- PHP，开发中小型Web应用较Java更高效；
- HTML5+JavaScript，Web前端开发语言，由于运行在浏览器内核上，具有跨平台的特性，也广泛用于展示层的移动应用程序开发；
- Python：简洁通用的脚本型语言，语法简洁优美，易于上手，得到越来越多的追捧，C和Java都对其提供大量的类库支持，因此有“胶水语言“的美称，应用领域广泛，如Web、爬虫、数据挖掘、机器学习等；
源程序、解释器、编译器
- 源程序：高级语言书写的程序；
- 编译器：读取一个源代码文件，翻译为一个可执行的机器码文件，等候用户来执行；
- 解释器：读取一行源代码，翻译为若干条机器指令，立即执行；
面向过程与面向对象
面向过程：以函数为核心，顺序地调用函数，逐步实现功能，不利于代码复用和大规模开发；
面向对象：以对象为核心，将有机关联的函数和变量封装在类中，模块化地进行开发，使用时自由进行组装，架构师往往只需要进行模块拆分和接口设计，具体功能实现交由他人实现，代码重用性高，利于大规模协作的开展；
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第五节：进制转换
不同进制的意义
- 二进制，原始的机器可识别的数据展现形式；
- 十进制，贴合人类思维的数据展现形式；
- 十六进制，0-9A-F分别代表0-15，由于十六进制的最大个位数F正好等于四位二进制数1111，因此用于表示较大的数时，既简介直观又便于计算机进行换算，例如用于表示颜色梯度，FF=255=11111111；
@二进制=>十进制
1010 = 12^3 + 02^ 2 + 12^1 + 02^0 = 10
@十六进制=>十进制
A1B2 = 1016^3 + 116^2 + 1116^1 + 216^0 = 41394
@十进制=>二进制
使用短除法，不断除以2，直到商为0，倒挂余数即为结果
例如：123 = 111，1011
其计算过如果所示：
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第六节：常用的CMD命令
- c:,d:,e: ——切盘符
- cd D:\python1801 ——进入指定目录：（如果要进入的目录与当前不在同一盘符下，必须先切盘符）
- cd … ——返回上层目录
- cd\或cd/ ——返回根目录
- cls 清屏：
- dir ——浏览当前目录：
- notepad ——记事本：
- mspaint ——画图：
- calc ——计算器：
- control ——控制面板：
- taskmgr ——任务管理器：
- .\QQ.exe ——打开当前目录下的可执行文件：
- notepad .\hosts ——打开当前目录下的文件：
- ipconfig ——查询IP信息：
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