学科门类
理学(现代教育分支学科)_百度百科
我国分为 哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学、艺术学、交叉学科 这 14 个学科门类
理学,中国高等教育中重要的学科门类,是研究物质世界基本规律的科学。
计算机科学与技术专业属于工学类。
费曼学习法
百度百科/费曼学习法
费曼学习法可以简化为四个单词:Concept (概念)、Teach (教给别人)、Review (回顾)、Simplify (简化)。
这不仅是学习的妙方,还是窥探不同思维方式的窗口,它让你将想法撕开揉碎,从头重组。这种学习方法[……]

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处理器结构
从逻辑上可以划分成三个模块:控制单元、运算单元、存储单元。这三部分由处理器内部总线连接起来:
控制单元,整个处理器的指挥控制中心,由指令寄存器(IR,Instruction Register)、指令译码器(ID,Instruction Decoder)、操作控制器(OC,Operation Controller)等,对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器,按确定的时序向相应的部件发出微操作控制信号。在操作控制器中,主要包括节拍脉冲发生器、控制矩[……]

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多处理器(Multiprocessor)
拥有多个处理器的计算机。
多核处理器(Multi-core processor)
CPU 的物理核与逻辑核_fzxwl的博客-CSDN博客_cpu物理核和逻辑核 英特尔超线程技术_百度百科
单个处理器,拥有多个分离的物理核心,可以并行工作。但是,单个物理核心一次只能执行一个任务。
总核数 = 物理 CPU 个数 * 每个物理 CPU 的核数
物理核(physical core/processor) 可以看的到的,真实的cpu核,有独立的电路元件以及L1,L2缓存,可以独立地执行指令。
逻辑核(logic[……]

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处理器,性能对比,天梯图
https://www.mydrivers.com/zhuanti/tianti/cpu/index.html
处理器正常温度
Safe CPU Temps: How Hot Should My CPU Be? What Temperature Should CPU Be And What is Normal Temperature?
不同处理器,正常温度也不同。
对于 Intel 处理器(参考值): 1)40 – 45,是在空闲情况下的温度; 2)85 – 95,是在满载情况下的温度;
所以,对于我们的 Intel 处理器,[……]

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问题描述
该笔记将记录:与 Intel 处理有关概念、术语,以及相关其他知识。
理解 x86, x64, i386, i686 概念
What does x86 mean?
从技术角度讲 x86 是指某个处理器家族及它们都使用的指令集。而实际上,它并没有说明任何东西关于数据大小的具体信息。
x86 最初是针对 16-bit 处理器的 16-bit 指令集(8086 与 8080 处理器),然后为 32-bit 处理器被扩展到 32-bit 指令集(80386 与 80846 处理器),现在为 64-bit 处理器扩展到 64-bit 指令集。以前使用 80×8[……]

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Real mode (Intel 8086)
Real mode,Real address mode,是 x86 兼容的处理器的操作模式。在该模式下的地址 总是 对应内存的实际位置。Real mode 的特征是 20-bit 分段内存地址空间(字节寻址,提供恰好 1MiB 可寻址内存)以及无限制的直接软件访问所有可寻址内存、I/O 地址、外设。Real mode 不支持内存保护、多任务、代码特权级别。
在 80286 引入 Protected mode 之前,Real mode 是 x86 处理器唯一可用模式;并且为了向后兼容,当重置时,所有 x86 处理器都以 Real mod[……]

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进入保护模式的一般步骤
1)安装 GDT 信息,并加载(lgdt) 2)打开 A10 地址线(可选步骤) 3)关闭中断 4)设置 CR0/PE 位置,以进入保护模式 5)执行 JMP 跳转,以清空流水线
加载用户程序的方法(思路)
1)引导程序开始执行,加载并初始化内核程序,跳转内核程序执行

设置 GDT 信息,进入保护模式

2)内核程序开始执行,加载并初始化用户程序,跳转用户程序执行

设置内核 GDT 信息,跳转到内核执行

3)用户程序开始执行,完成用户任务,并返回到内核程序中,由内核继续执行[……]

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问题描述
在 Real Mode 下,程序通过 Segment : Offset 方式,可以访问任意内存地址。
这种做法并不好,多个程序之间会相互干扰,带来不可预料的后果。
解决方法
引入保护模式(Protected Mode)。在 Protected Mode 下,依旧使用 Segment : Offset 来访问内存。
但是,此时的 Segment 称为段选择器(Segment Selector),而不是段地址(Segment Address)。当然,它们都是保存在段寄存器中的数值,只是数据结构与解释方法不同。
段选择器(Segment Selec[……]

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什么是中断?
当 CPU 收到某种特殊信息后,不再继续执行向下,而是转去处理这种特殊信息,这就是 中断(Interrupt)。
这种特殊信息称之为中断信息。
CPU 如何检测到中断?
基本上,当 CPU 执行完一条指令之后,如果检测到标志寄存器的 IF 位为 1,则将产生单步中断。
中断类型
中断可以分为 内中断 与 外终端 两种。
内中断(来自 CPU 内部)
当 CPU 内部发生以下情况时,将产生内中断: 1)除法出错,比如溢出 2)单步执行 3)执行 INTO 指令 4)执行 INT 指令
外中断(来自 CPU 外部)
中断向量[……]

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该笔记是《x86 汇编语言:从实模式到保护模式》的「第 14 章 任务和特权级保护」的学习笔记。
程序,Program,是记录在载体上的指令与数据。
任务,Task,是正在执行的程序副本。
LDT – Local Descriptor Table
为了实现任务的隔离,处理器建议每个任务都应该具有自己的描述符表,局部描述符表(LDT,Local Descriptor Table),并将属于任务自己的段保存到 LDT 中。
与 GDT 不同,LDT 的零号槽位可是可用的。
LDTR – LDT Register
LDT 具有多个,为了追踪,处理器使用[……]

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数据段:0 <= EIP + Length of the Instruction – 1 <= (Segment Limit + 1 * G – 1)
栈段:(Segment Limit + 1 * G – 1) < ESP – Length of the Operand <= 0xFFFF_FFFF
也就是说: 1)对于数据段,EIP 的移动范围在段内,不会低于段基地址; 2)但是栈段不同,ESP 可以“在段外”(可以“一出绕回”);[……]

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处理器命名
知乎/CPU几代是什么意思 怎么比较性能? Intel® Processor Names, Numbers and Generation List
i3为中端处理器,i5是中高端处理器,i7是高端处理器。
以英特尔为例,英特尔每年都会推出新一代的CPU。相比老一代的CPU,他们有着更先进的制作工艺,如四代CPU采用的是22nm制作工艺,六代CPU采用的就是14nm的制作工艺。更优秀的制作工艺意味着在性能更强的情况下,CPU的芯片面积会变小,发热能降低。
后头的字母确实挺多: 1)U,代表着这款电脑搭载的是一个低压处理器,性能相比其他i7有所限制,但发热[……]

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# 易失性存储器
两种类类型:SRAM(静态);DRAM(动态);
内存条是DRAM的,因为同容量下的SRAM需要更多的晶体管,发热大,很难做成大容量的主存储器。通常SRAM用在CPU、GPU的缓存中,容量很小。
SRAM存储元件所用MOS管多,占硅片面积大,因而功耗大,集成度低;DRAM存储元件所用MOS管少,占硅片面积小,因而功耗小,集成度很高;
SRAM采用一个正负反馈触发器电路来存储信息,所以只要直流供电电源一直加在电路上,就能一直保持记忆状态不变,所以无需刷新。DRAM采用电容存储电荷来存储信息,会发生漏电现象,所以要使状态保持不变,必须定时刷新;因为读[……]

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这里的“硬盘驱动器”便指我们日常所说的“机械硬盘”。
为什么要学习机械硬盘的知识?
1)虽然现在固态硬盘(SSD)盛行,但是机械硬盘还没有退出历史舞台,依旧有学习的必要; 2)在固态硬盘的使用管理中,很多概念是从机械硬盘沿袭下来的,需要我们了解这些历史;
如何学习这些内容的(学习方法)?
我们不会学习硬盘相关的所有知识: 1)关于硬盘的知识,非常之多(计算机的任何方面,都有很多要学习知识),是学不完的; 2)学习太多与问题(需求)无关的知识,对我们并没有帮助(我们要学会筛选有用的知识);
因此,我们从遇到的问题及疑问出发,研究我们感兴趣的方向。
我们的学习[……]

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早期的磁盘,通过 CHS 寻址。现在的磁盘,通过 LBA 寻址。
LBA – Logic Block Addressing
早期使用 LBA28 寻址,即使用 28 bits 表示逻辑扇区地址,范围 0x000_0000 – 0xFFF_FFFF,供给 2^28 扇区(512 * 2^28B = 128G)
后来推出 LBA48 寻址,可以表示 512 * 2^48 B 磁盘容量[……]

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