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
操作系统
1940，1950年代的电脑，每次只能运行一个程序，程序员在打孔纸卡上写程序，然后拿到一个计算机房间，交给操作员，等计算机空下来了，操作员会把程序放入，然后运行，输出结果，停机，以前计算机慢，这种手动做法可以接受，运行一个程序通常要几小时，几天甚至几周，接上集计算机越来越快，越来越快，指数级增长！很快，放程序的时间 比程序运行时间还长，我们需要一种方式，让计算机自动运作，于是操作系统诞生了
操作系统，简称 OS ，其实也是程序，但它有操作硬件的特殊权限，可以运行和管理其他程序。
操作系统一般是开机第一个启动的程序，其他所有程序都由操作系统启动
第一个操作系统，加强了程序加载方式，之前只能一次给一个程序，现在可以一次多个，当计算机运行完一个程序，会自动运行下一个程序，这样就不会浪费时间，找下一个程序的纸卡 。 这叫 批处理
电脑变得越来越便宜，开始出现在世界各地，特别是大学和政府办公室，很快，人们开始分享软件，但有一个问题，在 哈佛一号 和 ENIAC 那个时代，计算都是一次性的。程序员只需要给那 “一台” 机器写代码。处理器，读卡器，打印机都是已知的。但随着电脑越来越普遍，计算机配置并不总是相同的，比如计算机可能有相同 CPU ，但不同的打印机，这对程序员很痛苦，不仅要担心写程序，还要担心程序怎么和不同型号打印机交互，以及计算机连着的其他设备，这些统称 “外部设备”
和早期的外部设备交互，是非常底层的，程序员要了解设备的硬件细节，问题是：程序员很少能拿到所有型号的设备来测代码，所以一般是阅读手册来写代码，祈祷能正常运行，现在是 即插即用，以前是 “祈祷能用” 。
这很糟糕，所以为了程序员写软件更容易，操作系统充当软件和硬件之间的媒介，更具体地说，操作系统提供 API 来抽象硬件，叫 “设备驱动程序”
程序员可以用标准化机制 和 输入输出硬件（I/O）交互 比如，程序员调用 print(hi) 操作系统会处理 输到纸上的具体细节。
操作系统（多任务处理）
随着发展，电脑已经非常快了，处理器经常闲着，等待慢的机械设备（比如打印机和读卡器）程序阻塞在 I/O 上，而昂贵的处理器则在度假，就是放松啥也不做。（世界上第一台超级计算机）Atlas 他们知道机器会超级快，所以需要一种方式来最大限度的利用它。 他们的解决方案是一个程序叫 Atlas Supervisor 于 1962年完成。
这个操作系统不仅像更早期的批处理系统那样，能自动加载程序，还能在单个 CPU 上同时运行几个程序，它通过 调度 来做到这一点。
假设程序员运行 print 函数需要一点时间，大概上千个时钟周期，但因为打印机比 CPU 慢，于其等着它完成操作， Atlas 会把程序休眠，运行另一个程序。
最终，打印机会告诉 Atlas，打印已完成，Atlas 会把程序标记可继续运行，之后在某时刻会安排给 CPU 运行，并继续 print 语句之后的下一行代码，这样， Atlas 可以在 CPU 上运行一个程序，同时另一个程序在打印数据，同时另一个程序读数据。
这种方式使多个程序可以同时运行，在单个 CPU 上共享时间，操作系统的这种能力叫 “多任务处理”
同时运行多个程序有个问题，每个程序都会占一些内存，当切换到另一个程序时，我们不能丢失数据，解决办法是 给每一个程序分配专属内存块
真正的程序可能会分配到内存中数十个地方，如果存在一堆不连续的内存块里，为了隐藏这种复杂性，操作系统会把内存地址进行 “虚拟化”
这叫虚拟内存，程序可以假定内存总是从地址 0 开始，简单又一致，而实际的物理位置 被操作系统隐藏和抽象了
用程序 B 来举例，它被分配内存地址 1000 到 1999，这种机制使程序的内存大小可以灵活增减叫 “动态内存分配” 对程序来说，内存看起来是连续的。
它简化了一切，为操作系统同时运行多个程序提供了极大的灵活性，给程序分配专用的内存范围。
另一个好处是 这样隔离起来会更好，如果一个程序出错，开始写乱七八糟的数据。它只能捣乱自己的内存，不会影响到其他程序。 这叫 “内存保护” 防止恶意软件（如病毒）也很有用。
（防止程序员使用指针等内存地址工具时误修改重要程序内容，造成电脑出错）
这让我想起了 CE，我当时用它只是改改游戏，有时间看看能不能搞搞操作系统。
计算机
计算机不仅能同时运行多个程序，还能让多用户能同时访问，多个用户用 “终端” 来访问计算机
终端只是键盘+屏幕，连到主计算机 终端本身没有处理能力，
冰箱大小的计算机可能有 50 个终端，能让 50 个用户使用，这时操作系统不但要处理多个程序，还要处理多个用户，为了确保其中一个人 不会占满计算机资源，开发了 分时操作系统。意思是 每个用户只能用一小部分处理器，内存等。（因为电脑很快，即使拿到 1/50 的资源也足以完成许多任务）（我有一个问题，在我的电脑中，我 C 盘资源满了，为什么就变得很卡了？）
unix C语言之父 祖师爷
Dennis 和 Ken Thompson 联手打造新的操作系统 unix
他们想把操作系统分成两部分：
首先是操作系统的核心功能，如内存管理，多任务和输入/输出处理这叫 “内核”
第二部分是一堆有用的工具，但它们不是内核的一部分（比如程序和运行库）
蓝屏
缺乏内存保护，当程序运行不当时，就会蓝屏，代表程序崩溃的非常严重，把系统也带崩溃了。
现代操作系统
Mac OS X，Windows 11 ，Linux，IOS,和 Android，虽然大部分设备只有一个人使用，操作系统依然有 “多任务，虚拟内存，内存保护，” 因此可以同时运行多个程序；