这文章记录一些关于计算机的知识，我觉得程序员应该可以看看，大部分都是抽象，我们在写代码或者在做程序的时候，不用在乎底层知识，我们只需要写，编译器会帮我们处理成想要的样子，我觉得硬件底层是很复杂的一个东西，它不仅仅是编程的逻辑判断，还有物理知识,电的知识，这篇文章是一个个抽象来理解计算机，所以我们不用关心底层什么 ALU，或者 计算等等。
这篇文章不只是记录，也写包括我的理解，可能不是很对，有错误请给提 issues。
感谢CrashCourse 字幕组 以及 Crash Course 你们很棒.
文本文件，音乐文件，照片和视频，今天我们要讨论文件到底是什么？以及计算机怎么管理文件
文件格式：如何编码文字，声音，图片，.txt .wav.bmp。
这些格式虽然管用，而且现在还在用，但它们的简单性意味着效率不高。
我们希望文件能小一点，这样能存大量文件，传输也会快一些，等邮件附件下载烦死人了。
解决办法是 压缩，把数据占用的空间压得更小。
用更少的位(bit)来表示数据
图像
图像一般存成一长串像素值，为了知道一行在哪里结束，图像要有元数据，写明尺寸等属性。
每个像素的颜色 是三种原色的组合：红，绿，蓝，每个颜色用一个字节存，数字范围是 0 到 255。
如果红绿蓝都是 255 会得到白色。
这个图像有16个像素(4x4),每个像素3个字节，总共占48个字节（16x3 = 48）
但我们可以压缩到少于 48 个字节
-
减少重复信息
游程编码,适合经常出现相同值的文件。
插入一个额外字节，代表 7 个连续黄色像素，然后删掉后面的重复数据。这时候我们要给字节标上长度。 -
DFTBA
它用更紧凑的方式表示数据块
我们需要一个字典，存储 “代码” 和 “数据” 间的对应关系。
我们可以把图像看成一块块，而不是一个个像素。
为了简单，我们把 2个像素当成 1 块（占6个字节）但你也可以定成其他大小。
霍夫曼树（算法）这里并不是数字
我是为了方便
2 ， 1 ，4 ，1
首先，列出所有块，和出现频率。每轮选两个最低的频率。
这里为 1 ，1 ，把它们组成一个树，总频率 2 ，现在完成一轮算法呢。现在我们重新这样做
2 ， 4 ， 2
就像上次一样，选频率最低的两个，放在一起，并记录总频率
4 ， 4
然后
8
可以看作一个树节点，按频率排列
频率低的在最小。
我们把每个分支用 0 和 1 标注
酷的地方是，它们绝对不会冲突，因为树的每条路径是唯一的。
字典也要保存下来，否则 14 bit 毫无意义
加上字典，图像是 30 个字节 。
消除冗余 和 用更紧凑 的表示方法，这两种方法通常会组合使用。
几乎所有无损压缩格式都用了它们，比如 GIF ，PNG，PDF，ZIP
游程编码 和 字典编码 都是无损压缩
压缩时不会丢失信息，解压后，数据和之前完全一样。
无损对很多文件很重要
比如说我给你发了个压缩的 word 文档，你解压之后发现内容变了，这就很糟糕了。
但其他一些文件，丢掉一些数据没什么关系，丢掉那些人类看不出区别的数据
大多数有损压缩技术，都用到了这点
概念
以声音为例，你的听力不是完美的，有些频率我们很擅长，其他一些我们根本听不到，比如超声波，除非你是蝙蝠。
录音乐，超声波数据都可以扔掉，因为人类听不到超声波。
另一方面，人类对人声很敏感，所以应该尽可能保持原样。
低音介于两者之间，人类听得到，但不怎么敏感，一般是感觉到震动
有损音频压缩利用这一点，用不同精度编码不同频段。
听不出什么区别，不会明显影响体验。
音乐发烧友估计要吐槽了，日常生活中你会经常碰到这类音频压缩，所以您在电话里面的声音，和现实中不一样。
压缩音频是为了让更多人能同时打电话，
如果网速变慢了，压缩算法会删更多数据，进一步降低声音质量，所以 Skype 通话有时听起来像个机器人。
和没压缩的音频格式相比，比如 WAV 或 FLAC 。
压缩音频文件如 MP3 ，能小 10 倍甚至更多。省了超多空间。
这些删掉人类无法感知的数据的方法，叫“感知编码”
它依赖于人类的感知，模型来自 “心理物理学”领域
这是各种 “有损压缩图像格式” 的基础，最著名的是 JPEG，但人眼看不出这些细节（我表示看得到）
视频压缩也造成了影响
视频只是一长串连续图片，所以图片的很多方面也适用于视频，但视频可以做一些小技巧，因为帧和帧之间很多像素一样
例如视频里面的背景
视频里不用每一帧都存这些像素，可以只存变了的部分。
很多视频编码格式，只存变化的部分。
这比存所有像素更有效率，利用了帧和帧之间的相似性。
更高级的视频压缩格式 会更进一步，找出帧和帧之间相似的补丁，然后用简单效果实现，比如移动和旋转。变亮和变暗
MPEG-4
是常见标准，可以比原文件小 20 倍到 200倍
但用补丁的移动和旋转，来更新画面，当压缩太严重时会出错，没有足够空间更新补丁内的像素，即使补丁是错的，视频播放器也会照样播放，导致一些怪异又搞笑的效果，您肯定见过这些。
总的来说，压缩对大部分文件类型都有用。
从这个角度来讲，人类不完美的视觉和听觉，也算有用。
学习压缩非常重要，因为可以高效存储图片，音乐，视频
如果没有压缩，在 youtube 看视频几乎不可能
因为你的带宽可能不够（会很卡）
而且供应商不愿意免费传输那么多数据