冯·诺依曼体系结构
1、我们首先来了解一下冯·诺依曼体系结构。
我们常见的计算机，如笔记本。我们不常见的计算机，如服务器，大部分都遵守冯诺依曼体系。
冯·诺依曼体系结构是现代计算机最核心的设计思想，它主要有三大核心思想：
1、采用二进制；计算机内部数据、指令都用二进制表示、电路实现简单可靠
2、存储程序原理：程序和数据一样存放在内存中，计算机自动存内存取指令、执行指令，不用手动接线改程序。
3、五大核心硬件组成
有如上图的五大部件组成，输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器，其中运算器和控制器组成中央处理器。
工作流程：
输设备入把数据/程序送入存储器，控制器从存储器取指令，运算器按指令完成运算，结果存回存储器，最后由输出设备输出结果。
存储分级
2、体系结构效率问题
外设相比于cpu速度太慢了。 所以在外设和cpu之间引入了存储器。
在数据层面，cpu不和外设之间打交道，只会和内存打交道。计算机中"木桶效应"，最慢的就是外设。
局部性原理导致数据可以提前加载，大部分情况下，处理数据的时候就可以成为cpu和内存的交互。（此时，计算机的效率就以内存为主了。）
局部性原理
什么是局部性原理呢？ 简单来说就是程序在一段时间之内，倾向于，反复访问同一批数据或附近的数据。
这个原理是缓存（Cache）、虚拟内存等技术的核心理论基础。
两种主要的局部性：
1、时间局部性
如果一个数据项被访问了，那么它在不久的将来很可能被再次访问，
2、空间局部性
如果一个数据项被访问了，那么与它地址相邻的数据项在不久后的将来也很可能会被访问。
问题1：我们说的输入输出，是站在谁的角度考虑的？
站在内存的角度，也就是硬件 ，加载到内存中程序的角度， Input和Output，计算机数据流动的过程，本质就是拷贝。
操作系统
操作系统是什么？ 操作系统其实就是电脑的总指挥，它管硬件、管软件、管你和机器沟通，没它电脑就是一块铁。
问题2 为什么要有操作系统呢？
答：操作系统是一个以人为本的软件。
操作系统是一款软件，是一款进行软硬件资源管理的软件；对下它把软硬件资源管理好，对上它给人提供一个良好的使用环境。（稳定的、高效的、安全的）
问题3 在C++中为什么要有类和STL？
答：根据先描述再组织。
（1）c++中为什么要有类？ 任何事物都有 属性+行为 比如学生：属性是：学号、姓名、成绩
行为：学习、考试、查分
代码怎么对应？ 在c语言中只能分开写，（变量一堆、函数一堆，）->乱、不安全、不好维护；
但是在c++中用类来组织， 封装、继承、多态------> 代码更像现实世界、好写、好改、好拓展
（2)C++为什么要有STL？
一、在日常生活我们写程序都要写这些，存一堆数据：数组、链表、栈和队列等等，做一些常用操作：查找、排序、遍历、删除。
再组织：总不能每次都重写吧？
以前大家都自己造轮子，每个人写的链表、栈都不一样，容易错、效率低、不通用。
STL就是标准库统一好的，容器是：vector、list、map、stack.........
算法：sort、find、reverse......
STL==把常用的数据结构和算法【标准化组织】，拿来就用。
进程
1、定义：进程是具有独立功能的程序在一个数据集合上的一次执行过程，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
进程和程序的区别
---程序是静态的，是存放在磁盘上的代码和文件。
---进程是动态的，是程序的一次执行过程
---程序永久存在，文件不删除就一直存在
---进程临时存在，运行完就消失。
---程序不能占用资源。
---进程是操作系统分配资源（cpu、内存）的基本单位。
程序被加载到内存里，并且操作系统为它创建了PCB（进程控制块），它就变成了进程。
进程=内核数据结构(PCB)+自己程序的代码和数据
PCB
PCB，process control block ，在Linux中，进程控制块就是 struct task_struct.
在操作系统中，可以同时运行很多程序，每一个都要加载到内存，一定会同时存在很多的进程，
操作系统要对进程进行管理，用一个结构体如下图：
CPU内存在寄存器。
进程上下文切换
- 上下文是什么？
图里的"寄存器"和"程序计数器（PC）"，就是一个进程在 CPU 上运行时的上下文（Context）。它记录了进程执行到哪一步、用到了哪些数据。
- 为什么要切换？
当一个进程的时间片用完，或者被更高优先级的进程打断时，操作系统需要把 CPU 让给另一个进程，这就是进程切换。
- 切换时做什么？
保存现场：把当前进程在 CPU 寄存器和程序计数器里的值，保存到它的 PCB（ struct task_struct ）中。
恢复现场：把下一个要运行的进程的 PCB 中保存的寄存器和程序计数器的值，恢复到 CPU 中。
当代计算机，会给每个进程分配一个时间片，时间片执行完毕，就自动出让cpu，让另一个进程执行，一个进程没有执行完，就可能会把cpu让出去。