馮諾依曼體系結構
描述了一臺計算機是如何構成的（又稱爲普林斯頓體系結構）
（99% 的計算機都是馮諾依曼體系結構的，硬件的特點會對軟件開發造成直接的影響）
內存
過去幾十年，CPU的發展速度十分迅猛
“摩爾定律”：18個月，芯片集成程度提高一倍，運算能力提高一倍，成本降低一半。
但是，現在這個定律失效了，因爲 CPU 集成程度更高，就需要讓單個原件儘量小，現在最厲害的工藝 7nm 級別，這樣的空間尺度上，經典物理已經接近失效，主要靠量子力學，現在解決這個問題的辦法是，人海戰術——一個 CPU 沒辦法再提高速度，那麼就只能多搞幾個 CPU 來解決，也就是現在的多核
GPU 是一種特殊的 CPU ，專門針對一些特定場景進行優化計算（矩陣等）
Java中寫得多代碼，主要都是在內存中，new 出來的對象就是在內存上申請空間，後面介紹的 IO流，就知道了如何讓程序和內存打交道
內存和外存的對比
- 內存的存儲空間比較少，外存的存儲空間比較大
- 內存的訪問速度較快（ns級別），外存的訪問速度比較慢（μs），大概查了三四個數量級
- 內存的成本比較高，外存的額成本比較低
- 內存如果斷電，數據就丟失了，外存如果斷電了，數據不丟失（持久化存儲）
操作系統
是一個搞管理的軟件。一方面管理計算機的硬件設備，另一方面管理計算機的軟件資源。
一個完整的操作系統 = 內核 + 配置的應用程序
OS定位
在操作系統中的定位是：一款純正的搞管理的軟件
例如：System.out.println("hello world!");
代碼真正執行的時候，println 會進入到依賴的庫當中，本質上需要操作顯示器這個硬件設備來完成，println 然後就會通過相關的系統調用進入到內核當中來執行代碼。這個內核中的代碼再來執行“讓顯示器輸出”這樣的動作。最後，內核調用顯卡驅動程序具體操作顯示器。
操作系統具體怎麼管理？
所謂管理核心工作主要是兩個方面：
- 描述：相當於是創建了一個 Student 類，類中包含一些需要的屬性，再根據當前的數據創建一堆 Student的實例
- 組織：藉助一定的數據結構，把這些Student 的實例放到一起，然後在按照一定的規則來篩選
進程（process）/任務（Task）
進程是一種操作系統中非常重要的軟件資源。把一個可執行程序跑起來，系統中就會創建一個對應的進程，如果這個程序執行結束了，系統就會隨之銷燬對應的進程，進程就可以看成是一個程序的執行的“過程”。
注意區分程序和進程，程序也可以成爲可執行文件：
- 執行文件就是一個磁盤上的文件，靜態的，如果不去操作就不會發生變化
- 當雙擊某個 exe 文件時，操作系統就會加載這個可執行程序，（加載：把 exe 文件中的很多內容都加載到內存中，分配了一些資源，並開始執行這個可執行程序中包含的指令），執行過程中就是一個進程。
進程也可以認爲是操作系統進行資源分配的最小單位。
PID 是進程 id 的身份標識符，關閉一個程序後再次打開，兩次產生的PID是不同的
進程管理
管理：先描述，再組織。
以 Linux 爲例：
- 內核中使用一個 task_struct /PCB（進程控制塊）結構體來描述進程
- 每創建一個進程，就同時創建了一個 PCB 這樣的類的實例。
- 組織方式：使用雙向鏈表把所有的 PCB 對象串到一起。
雙擊一個 exe ，創建一個進程的時候，本質上就是在內核中，縣創建一個 PCB 對象，然後把這個對象加入到鏈表中。
關閉一個程序，結束一個進程的時候，本質上就是在內核中，找到這個對應的 PCB 對象，然後從鏈表上刪除，並且釋放該對象
通過任務管理器查看到的所有的進程信息，本質上就是在遍歷內核中的這個鏈表，一次讀取對應 PCB 中的節點信息
PCB 裏面包含哪些信息呢？
- pid（進程id）：進程的身份標識
- 一組內存指針，指向該進程持有的一些重要數據在內存中得到位置。
- 狀態
- 優先級
- 進程的記賬信息
- 上下文
上述中3~6 爲了實現“進程調度”，如果資源非常充裕，那麼不需要調度。事實上是進程多，系統給進程分配的資源（CPU）很少，目的就是爲了讓大量的進程能夠很好的在有限的 CPU 上進行併發執行
併發：同一時刻 CPU 上只能執行一個程序的指令，由於CPU 計算/執行指令速度極快，我們就可以讓 CPU 這樣工作：先執行進程1 的指令，執行了一段時間後，執行進程2 的指令，再執行進程3 的指令……過一段時間後再繼續執行進程1 的指令，期間的時間間隔十分短，宏觀上來看，是在同時運行這些進程，但是微觀上來看，這些指令是串行執行的，只不過 CPU 切換速度極快，人宏觀上感知不到，這就是併發。
並行：是宏觀上是同時執行，微觀上也是同時進行。（兩個CPU 就可以同時執行兩個進行的指令）
實際工作中一般不會嚴格區分並行和併發，兩個術語可能會混淆使用。
操作系統中實現進程調度的模塊叫做“調度器”，實現具體調度的時候有很多策略，這些策略都依賴 PCB 的屬性
一個進程的狀態有這些狀態：
- R：就緒狀態。正在 CPU 上執行，或者即將執行
- S：睡眠狀態。這些進程沒法在 CPU 上執行，而是在等待。
- D：深度睡眠狀態。進程在長時間的忙於 IO 操作，沒精力理會 CPU
- X：退出狀態。進程已經被銷燬了
- T
- t
- Z
- ……