计算机原理

计算机如何运行

用“厨房做饭”类比：

• 厨师（CPU）负责计算和指挥
• 灶台和锅（CPU内部）是厨师做菜（执行操作）的地方
• 临时放菜的菜板（CPU缓存）是存放即将下锅的食材（CPU待操作数据）的地方
• 厨房内放食材的桌子（内存）等待厨师（CPU）取用
• 冰箱（硬盘）存放食材（数据）
• 厨师按照菜谱（程序）一步步操作
• 厨师做好菜了端上餐桌（程序执行完毕输出结果）

计算机语言怎么来的

我们想吃什么菜需要用人类的语言和厨师交流；想要计算机做什么，也需要一种双方都能理解的语言——这就是编程语言。

机器语言与打孔纸带

最早的计算机使用打孔纸带输入程序。有孔代表1，无孔代表0，一条指令就是一串0和1的组合，例如 10110000 01100001。
对于计算机来说，这些0和1是它唯一能理解的语言——机器语言。但对于人类，满纸的0和1就像天书，不仅难写，更难改。

汇编语言

为了让编程不那么痛苦，人们给每条机器指令起了简短的英文名，比如把 10110000 叫做 MOV（移动）。
这样，上面那条指令就变成了 MOV AL, 61h。这种用助记符代替二进制指令的语言就是汇编语言。
虽然可读性提高了，但每一条汇编指令仍然对应一条机器指令，写程序时还是得关心CPU内部的寄存器、内存地址等细节，而且不同CPU的汇编语言不通用。

高级语言的诞生

汇编语言已经比机器语言好很多，但用它写程序仍然像是在“事无巨细地指挥每一个动作”。

对于厨师（CPU）做菜来说汇编语言写的菜谱（程序）就像在事无巨细指挥所有步骤

使用汇编语言指挥厨师切菜

• 向前走五步，向左走三步，拿起土豆
• 向右走两步，把土豆放在距离菜板一端10cm的位置
• 拿起距离菜板20cm菜刀
• 用菜刀切下距离土豆一头1cm的地方
• 用菜刀切下距离土豆一头2cm的地方
• 用菜刀切…..

光指挥切菜就要耗费不少功夫，其他更复杂的事也需要更多的指令。为了更方便人机交流，后来就诞生了各种高级语言,c,Python，Java，C++，C#，JavaScript，Visual Basic等都是后来人们发明出的各种计算机语言，这些人能看懂、接近自然语言的编程语言都被称为高级语言

具体内容可看视频自行扩展

C语言入门

为什么从C开始

这是TIOBE发布的语言排行

可以发现Python,c,Java,C++长期占据前四位，Python虽然目前排在第一，语法也简单易懂，但是封装程度较高，不适合学习计算机底层原理。 这4个语言里，C最早诞生，很多操作系统（如Linux）、嵌入式系统、数据库都是用C写的，从C开始上手学习可以更好地理解计算机底层原理。

如何开始写C语言

C语言是一门编译型计算机语言，C语言源代码都是文本文件，理论上鼠标右键点击新建文本文档就可以动手了

但是文本文件无法直接执行，需要有编译器充当人类和计算机之间的“翻译官”，把对应的C语言代码“翻译”为机器指令给CPU执行，在Windows上最后生成的可执行程序是.exe文件。 C语言代码是放在.c为后缀的文件中的，编译器拿到一个或多个.c文件，先翻译成目标文件（.obj），再经过链接器把多个目标文件和库合并，最后生成可执行文件。

目前主流的编译器有：

• GCC (GNU Compiler Collection) – 开源，跨平台
• Clang/LLVM – 苹果主导，编译速度快
• MSVC (Microsoft Visual C++) – 微软的编译器，对 Windows 平台支持最好

MSVC是微软的编译器，对于Windows 平台支持较好，故在Windows系统下优先选择MSVS上手

Visual Studio的安装使用

先在微软的官网下载免费的Visual Studio Community

只需要勾选 “使用C++的桌面开发”就足够学习使用

遇到登陆界面点跳过，不登陆微软账户也可使用

动手创建第一个C语言程序

安装好后打开 Visual Studio，点击“创建新项目”：

在模板中搜索“空项目”，双击打开：

按需求给项目起名，选择合适的文件夹存放项目文件，点击“创建”：

这样一个空项目就创建完毕了，接下来我们需要给项目添加一个源文件。

右键源文件文件夹，选择添加>新建项

给文件起一个名字，一定要把后缀名 .cpp 改成 .c，这样 Visual Studio 才会按 C 语言规则编译。然后点击“添加”：

若点击了显示所有模板步骤也一样，起名+修改后缀为.c，然后添加

我们的第一个.c文件就创建好了，可以在里面写 C 语言代码了：

写入以下代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("Hello, World!\n");
	return 0;
}

点击开始执行或使用ctrl+F5快捷键执行下面的代码

执行完毕后我们得到了输出"Hello, World!"

自此，我们得到了第一个C语言程序，今后创造的所有奇迹，均以这行小小的 Hello, World! 为起点