Java基础之底层硬件篇

操作系统：

1. 内存：
   1. 内存最小单位：1B  ---> 8bit
   2. 16G 内存， 1G = 2 ^ 30B，16G = 2^32B，对应有 2 ^ 34个存储地址
   3. 内存地址下标从 1 开始
   4. 内存的纯空间不需要记录地址，当存入数据时需要记住地址
   5. 存储数据需要消耗额外的空间地址
      1. 内存每个数据的地址需要 34 bit
      2. 内存地址消耗空间：34bit * 2 ^ 34
   6. 当总容量不变，如果单元地址太小，存储地址消耗空间太大，不划算
   7. 当存储单元太大时(10M)：
      1. 地址量会少很多，一个存储单元多个变量时只能访问第一个变量，其余空间被舍弃
   8. 数据地址：
      1. 在内存中：一个存储单元最多属于一个变量
      2. 在硬盘中：一个存储单元最多属于一个文件
2. 操作系统优化内存：
   1. 重新规定存储单元
   2. 在内存中：一个存储单元 4KB(一页)
      1. 读取速度变快
   3. 在硬盘中：一个存储单元 4KB(扇区)
      1. 扇区：逻辑上存在，物理上不存在
      2. 读取速度快，当空间容易产生浪费
   4. 硬盘的扇区大小可调节，内存页的大小不可调节
   5. 操作系统向内存申请空间最少为 4KB
   6. 数组存储对内存消耗比较小，性能较好
3. 高速缓存：
   1. 运行行：64B
   2. CPU多核心计算时，传输数据会占用总线，一个核心占用其它核心就不能工作
   3. 缓存就会从使用的数据从内存中拷贝一份，进行计算，此时就会释放总线
   4. 当高速缓存容量不够时会对数据进行回传
   5. 缺点：当多个核心计算一份数据时，回传结果的时候就会被覆盖
4. 多级缓存：
   1. 缓存和内存之间传输距离长，传输数据很慢，但是在两个传输点之间建立多个高速缓存，每个缓存之间传输距离短传输速度变快，性能提升
   2. 离内存越近的缓存越大
5. 缓存：
   1. 符合：比读取路径更短更快得地方，就叫做缓存
   2. 任何东西都可是缓存
6. 总线：
   1. 如果缓冲区内的数据太多，想要读取到某个数据，就会出现等待的情况
   2. CPU 里六种变量中，布尔类型变量比重比较大，用 int 类型代表布尔类型，缓冲区中的数据就会变少，拥塞程度下降，读取时就会变得更快
   3. 计算机底层经常用空间换取时间
7. 初始化：变量初次赋值

程序的执行流程

1.     计算机三大件：
   1. CPU、内存、磁盘 \ 机械硬盘
   2. 磁盘：内部都是由文件的形式存储
   3. 内存：以运行状态存储文件
2. JDK：对源文件的解释和帮助(任何操作系统都一样)
3. JRE：屏蔽不同系统的底层差异
   1. 从 .java 文件通过 javac 命令编译成 .class 文件
   2. 把 .class 文件通过 java 命令读取到内存中开辟的 JVM 内存中的方法区
4. main方法开始入栈，main 方法依次调用其它方法或变量入栈，执行完毕出栈
5. 在内存中加载类中的元素

或与非运算

1. &：遇 0 则 0，双 1 为 1
2. | ：遇 1 为 1
3. ~：按位取反
   1. 负数是得到它的补码再按位取反
4. ^：相同为 0 ，不同为 1(可以看成相加，不进位，取最后一位)
5. << ：bit 位向左移动，多余的舍弃，空余的补零
   1. M 进制左移 n 位，相当于 * M 的 n 次方(不超范围时成立)
      1. 位运算速度最快
   2. 任何两个数相乘都能拆成位运算
      1. 例：333 * 213 = 333 * (128 + 64 + 16 + 4 + 1) = 333 <<< 7 + 333 << 6 + 333 << 4 + 333 << 2 + 333
   3. 万亿级别数据相乘，最多四十次运算结束
6. >> ：bit 位向右移动
   1. 多余的舍弃，空余补符号位(是 1 补 1，是 0 补 0)
7. >>>：右移运算
   1. 左侧补零
8. 此类运算是电压相互作用得出结果
9. 结核性：
   1. 表示运算方向，从右向左运算或者从左向右运算
10. CPU 内部都是许多异或非电路组成
    1. 主要由与或非电路，寄存器和多级缓存组成
    2. 寄存器组：判断下一步执行事件(相当于人类大脑，判断下一步的动作)
11. 电路：
    1. 电路中有若干半导体，增加逻辑性
    2. 半导体：
       1. 在导体和绝缘体之间进行切换
    3. 电压被分解成若干个电压，作用于不同半导体，使得输出相应的结果