主题
抽象
- 向上 —— 唯有处于高抽象层，才有较好工作效率。
- 向下 —— 实然，系统的组件总会出错，你必须具备修复能力。
软硬件不是两回事
- 硬件：计算机。你要知悉其运作。
- 软件：指示计算机工作的程序。
重要思想
万能计算设备
历史上，人类发明的计算机器可分为两类：模拟机器和数字机器。
数字机器通过操作有限数字、字母集执行计算。
计算机之前，数字机器便已流行，但它们的计算领域限定，无法增设。因此，计算机才叫“万能计算设备”。
计算机科学认为，只要给予计算机足够的内存和时间，则其可执行任何计算。
图灵定义，可执行任何计算的机器称为图灵机。这引申出图灵论题：每种计算都能由某种计算机执行。此论题未得证，最可能的答案由图灵本人抛出：若存在超越图灵机的机器，它必能模拟全部图灵机。
计算机之所以“万能”，是因为它可编程。
抽象层
程序的成功执行，经历了层层转换。
| 从语言到电子 |
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| 问题 |
| 算法 |
| 语言 |
| 机器架构 |
| 微架构 |
| 逻辑电路 |
| 设备 |
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问题：自然语言。
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算法：有限，确定，可计算。
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语言：编程语言，汇编语言。一门高级语言编译到不同ISA，需要不同编译器。汇编语言由汇编器翻译成ISA。
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机器架构
- 指令集架构：ISA is the complete specification of the interface between programs that have been written and the underlying computer hardware that must carry out the work of those programs.
- 操作码：表示指令要做什么。
- 操作对象：指令所操作的数据。ISA制订了数据类型，用于指定对数据的操作。
- 寻址模式：执行指令时，知道数据来源。
- 微架构：系ISA的具体实现。设计者可自由取舍各种特性，设计一款处理器。例如，x86指令集架构就有8086、80286、80386、80486等微架构。