计算机系统

2017年7月7日 (五) 02:16Zhenchen讨论 | 贡献的版本


计算的基础是指令集。通信的基础是协议集。标准是信息技术的基础。

计算机系统

计算系统(computing system)由计算硬件和计算机软件部分组成。计算机是负责信息的存储,传输与处理的基本设备。计算机硬件的核心是处理器,主要的计算机软件有操作系统、数据库等。

个人电脑(Personal Computer,简称PC)是个人使用的计算机系统。Xerox Alto是第一台个人电脑,由Xerox公司的Charles P. Thacker于1973年研发。

计算机硬件

基本设计原则

  • 设计原则:计算机硬件的组织方式,如计算、存储、通信之间的模式,应该和功用相适应。

计算机组成(Components)

计算机硬件的主要组件(Components)有中央处理器(Central Processing Unit, CPU)、主存储器(Main Memory)、磁盘(Disk)、输入输出外设设备(IO)、传输总线设备(Bus)等等。

计算机存储(Memory Hierarchy)

寄存器 Register

缓存Cache

主存RAM(Main memory)

固态盘SSD(Solid-state disk)

磁盘Disk (magnetic)

处理器架构

Central_Processing_Unit_CPU

计算机软件

Programming_Program

常用软件

操作系统(OS)

管理计算机硬件的软件。

操作系统的向下兼容原则,或称为向后兼容(backward compatibility)。

  • Linux :

发行版 Ubuntu Linux, CentOS Linux,

  • Windows :

微软公司推出的操作系统, 如Windows 10。

  • Mac OS

苹果公司推出的操作系统,如Leopard。

数据库

数据是描述客观事物的属性的量化值,数值与数值之间有联系,又称为关系(relations)。

数据库(database)是管理数据的系统软件。SQL是结构化查询语言的缩写。

关系型数据库是目前数据管理中最常用的软件。

  • 关系型数据库

微软SQL server,oracle 数据库,MySQL等等。

  • NoSQL ->NewSQL

随着大数据的出现与新应用的需求,出现了一大批弱化关系型数据库的内在限制的新型的数据管理软件。

这些新型的数据管理系统被称为NoSQL或NewSQL。

其他工具软件

办公软件office套件。

软件工程

规划开发软件的项目管理,包括软件需求分析、软件设计、软件开发和实现、软件测试等环节。

设计模式 Design Pattern

程序是解决客观问题的计算机软件。编程语言本质上是对计算机解决问题能力一个抽象。

编程是用于描述客观事物及其问题的一种工具。编程这种描述的解决过程可以在机器上运行完成。

C++ 面向对象编程

C++之父:Bjarne Stroustrup

"No programming language is perfect. Fortunately, a programming language does not have to be perfect to be a good tool for building great systems"

基本概念

对象(object):是一个自包含的实体,用一组可识别的特性和行为来标识。C++以数据成员(data member)表达属性,以成员函数(member function)表达行为。

类(class):是具有相同属性和功能的对象的抽象集合。

对象实例(instance):是真实的对象。实例化就是创建对象的过程,使用new关键字来创建。

构造方法(constructor):又叫构造函数,其实就是对类进行初始化。在new时候调用。

方法重载(overloading):提供了创建同名的多个方法的能力,但这些方法需要使用不同的参数类型。

public:表示它所修饰的类成员可以允许其他任何类来访问,即是公有的。

private:表示只允许同一个类的成员访问,其它类包括它的子类都不能访问,即是私有的。

封装(Encapsulation):每个对象都包含它能进行操作所需要的所有信息,这个特性叫封装,因此对象不必依赖其他对象来完成自己的操作。

对象的继承(inheritance):代表了一种“is-a”的关系。继承者可以理解为是被继承者的特殊化,不仅有被继承者的特性,还有自己独有的个性。继承定义了类如何相互关联,共享特性。

protected:表示继承时,子类可以完全访问基类。用protected修饰的类成员,对子类公开,但不对其他类公开。

virtual:为了让子类的实例完全代替父类的类成员,父类必须把该成员申明为虚拟的。子类使用override关键字,将父类实现替换为它自己的实现,这就是方法重写(override)。

多态(polymorphism):表示不同的对象可以执行相同的动作,但是要通过他们自己的实现代码来执行。

Generic Programming 泛型编程

模板(Template)指C++编程语言中的函数模板(function template)与类别模板(class template)。

template<class T>

容器(Container):<vector>, <list>, <bitset>, <set>, <map>, <stack>, <queue>, <dequeue>.

迭代器(iterator):<iterator>

算法(Algorithm):<algorithm>, <cstdlib>


C++ 标准库

C语言的标准库 <X.h>,定义在std名字空间中<X>.

标准模版库(Standard Template Library, STL)


Boost C++ 库(Libraries)

Boost是一组扩充C++功能的经过同行评审(Peer-reviewed)且开放源代码程序库。许多Boost的开发人员是来自C++标准委员会,而部分的Boost库成为C++的TR1标准之一。

敏捷编程 Agile Programming

代码管理

Make

自动化编译链接管理工具。

  • CMake

CMake是"cross platform make"的缩写,是个开源的跨平台编译链接管理工具。

它用配置文件控制建构过程(build process)的方式和Unix的Make相似。CMake的配置文件取名为CMakeLists.txt。

Git

协同开发代码管理工具。

Gitlab系统的安装配置

Gitlab的使用和操作

CI

自动化连续集成和测试。

单元测试

Unit Test

Web应用开发

Javascript

PHP

移动应用开发

Android平台开发

iOS平台开发

参考文献

编程语言

  1. Google C++ Style Google C++ Style
  2. PEP 8 - Style Guide for Python Code PEP_8
  3. David Flanagan, JavaScript: The definitive guide: Activate your web pages. " O'Reilly Media, Inc.", 2011.
  4. Weiss, Mark Allen, Data structures and algorithm analysis in Java, Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., 1998.
  5. Bjarne Stroustrup, The C++ programming language. Pearson Education, 2013.

计算机应用基础

  1. John L. Hennessy, and David A. Patterson. Computer architecture: a quantitative approach. Elsevier, 2011.
  2. Neil Matthew, and Richard Stones. Beginning linux programming. John Wiley & Sons, 2011.
  3. Miguel Grinberg, Flask Web Development: Developing Web Applications with Python. O'Reilly Media, Inc., 2014.

软件开发

  1. Shore, James. The art of agile development. " O'Reilly Media, Inc.", 2007.
最后修改于2017年7月7日 (星期五) 02:16