Crash Course Computer Science

A new level of abstraction.

科普向系列视频: Crash Course: Computer Science 生动且全面的科普了关于计算机科学的方方面面。

1. 电子开关：继电器，三极真空管，晶体管（计算时代2.0，其中包含半导体材料，Santa Clara Valley, 旧金山和圣荷西之间）。

2. ALU，计算与编码：

   • 二进制，布尔代数。
   • 字节Byte=8位
   • 浮点数标准IEEE 754：625.9 = + .6259 * 10^3
   • 字母编码：ASCII 美国信息交换标准代码；Unicode统一编码标准，一般16位。
   • 同样，mp3音频，视频，图片也使用类似字母编码的方式。
   • ALU 算术逻辑单元：an arithmetic unit & a logic unit

3. 寄存器与内存与存储器：

   • RAM内存：Random Access Memory ，可以随时访问任何位置，在有电的时候存储东西。
   • 存储器：非易失性的。

4. CPU：excute programs，时钟频率控制着中央处理器一步步执行指令，一般制造商会留有超频空间。同时为了提高处理程序的速度，现代处理器设计了专门电路来处理图形操作，解码压缩视频等程序 。

   • 
   • CACHE，CPU空等数据：
   • 流水线处理程序，超标量流水线（一个clk内完成多条指令，一般通过设计多个ALU等部件实现），多核处理器，多CPU处理器

5. 编程：

   • 早期的编程方式：打孔纸卡，插线板，存储程序计算机。
   • 冯诺依曼结构：CPU+数据寄存器+指令寄存器+指令地址寄存器+内存（指令+数据）。
   • 汇编语言：助记符 → 编译器
   • 高级语言：Fortran，BASIC，PASCAL，C，C++，Python，Java，Go
   • 核心概念：模块化编程。

6. 阿兰图灵：1912-1954

   • 可判定性问题：是否存在一种算法，输入正式逻辑语句，输出准确的“是”或“否”答案？
   • 图灵机：一种将人的计算行为抽象化的数学逻辑机，其更抽象的意义为一种计算模型，可以看作等价于任何有限逻辑数学过程的终极强大逻辑机器。图灵完备。图灵欺骗。
   • 停机问题是无法解决的。
   • 丘奇和图灵证明了计算是有极限的。

7. 软件工程：

   • 面向对象编程：隐藏复杂度，选择性的公布内容。对于大型程序，将函数分层打包，将相关代码放在一起组成“对象”。
   • API：Application Programming Interface 程序编程接口。用于不同团队之间合作。
   • Documentations are important.
   • 版本控制（源代码管理），QA测试。

8. 集成电路IC，印刷电路板PCB，光刻机。它们的出现是为了减少电路中的电线数量，减少分立元件的个数。计算时代3.0。 后来，超大规模集成VLSI软件用来自动生成芯片设计，计算4.0。

9. 摩尔定律。目前障碍：光波很难再变小；量子力学。

10. 操作系统：

    • 软件与硬件之间的媒介，os提供API来抽象硬件。
    • 并发执行（多任务程序）多个程序，以免CPU不断等待I/O。
    • 虚拟内存，隐藏实际物理地址，高层抽象化便于上层使用。内存分区，内存保护。
    • 多用户分时操作系统（Multics），Bell实验室 Unix，其中Unix主要两部分，1是内核，包括内存管理，多任务，I/O处理；2是一堆有用的工具。

11. 文件系统：

    • 文件格式
    • 分层文件系统：目录+分配块，->碎片化fragmentation

12. 压缩：无损压缩（Huffman Tree）& 有损压缩

13. 图形显示：

    • 光栅扫描，字符生成器，矢量图形，CAD。
    • 3D投影，扫描线渲染（填充图形），边缘羽化。
    • GPU

14. PC时代，1975 Altari 8800 后Basic解释器（Bill Gates），1976 Apple I， 1977 Apple II， 1981 IBM PC（开放式架构，IBM兼容），1984 Macintosh (GUI,施乐公司)

15. 网络：

    • 局域网LAN，以太网是LAN的代表。广域网WAN，路由器一般由你的ISP提供。
    • 网络协议
    • 域名系统：DNS
    • 万维网与互联网：万维网在互联网之上运行，与youtube,skype等应用程序平级。

16. 计算机安全：

    • 保密性，完整性，可用性。
    • 身份认证，访问控制，隔离
    • 钓鱼，木马，缓冲区溢出，代码注入，拒绝服务攻击
    • 密码学

17. 计算机视觉：

    • 边缘，核，卷积。

18. NLP：

    • 语法分析分割语句为单词的组合
    • 语音识别：快速傅里叶变换，音素识别

19. words:

    • a switching barrier or switching cost
    • Point & Click
    • You should go out and learn more.