操作系统
一、为何要有操作系统
为了简化程序员去研究硬件的过程，可以直接在操作系统上开发应用程序（因为操作计算机硬件是一个非常复杂的过程，且程序员无法了解所有硬件的操作细节）
二、操作系统的位置
在硬件之上装操作系统，在操作系统上装应用程序，操作系统处于硬件和应用程序之间
三、操作系统的功能
1、将丑陋的硬件调用接口隐藏了，并为程序员调用硬件提供了更好的系统调用接口，程序员可以直接通过这些美化后的接口来调用硬件资源，专心开发应用程序，无需考虑硬件的细节操作，大大简化了开发应用程序的过程
2、将应用程序对硬件的调用请求从无序化变得有序化。因为计算机上所有的应用软件都是共享一套硬件资源的，如果所有的应用软件都去发起对硬件的调用请求，则会变成一个无序竞争的一个过程，没有秩序，谁抢到了就执行谁的命令，而操作系统的作用，就是将应用程序对硬件的调用请求从无序化变得有序化
四、操作系统的发展
1、第一阶段：第一代计算机（1940~1955）：真空管和穿孔卡片
没有操作系统的概念，所有的程序设计都是用纯粹的机器语言来写的，且同一时刻只有一个程序在内存中被cpu调用执行，是串行运行的，容易造成资源的浪费，但好处是程序员可以在使用过程中独享资源，可以随时调试自己的程序，有bug的话，也可以立即处理
2、第二阶段：第二代计算机（1955~1965）：晶体管和批处理系统
为了解决第一代计算机中的资源浪费问题，所以在第二代计算机时，出现了批处理系统，即收集好批量作业，集中将卡片读进磁带，然后人工将磁带送入机房装到磁带机上，通过特殊的程序从磁带上挨个读入每个作业并运行，（和第一代计算机一样是串行运行的）当所有的作业结束后，将其打印出来。解决了第一代计算机中的资源浪费问题，但整个的流程都需要人员参与操作，增加了人工成本，且程序员如若需要调试程序，需要等同批次的作业运行完才可以调试，无法及时调试程序，影响了开发效率
3、第三阶段：第三代计算机（1965~1980）：集成电路芯片和多道程序设计
解决了第二代计算机的人工搬运输入输出问题，并且采用了多道技术解决了第一代、第二代计算机的串行运行问题，同时，采用了分时操作系统、多联机终端和多道技术，解决了第二代计算机中程序员无法及时调试程序的问题
4、第四阶段：第四代计算机（1980~至今）：个人计算机
五、多道技术
多道技术是为了解决多个应用程序在共享同一个硬件资源时，让无序的竞争调用变成有序的调用，它通过多路复用来解决，多路复用分为时间上的复用和空间上的复用。
时间上的复用：当一个程序在等待I/O时，另一个程序可以使用CPU，极大的缩减了应用程序调用硬件资源的时间，节约了时间成本
空间上的复用：是将内存分成多个部分，每个部分放入一个程序，使得程序在硬件层面就分隔完毕，保障了程序运行的安全性和稳定性
网络基础之互联网协议
一、什么是互联网协议及为何要有互联网协议
什么是互联网协议：互联网的实现，分成好几层。每一层都有自己的功能，就像建筑物一样，每一层都靠下一层支持。每一层都是为了完成一种功能。为了实现这些功能，就需要大家都遵守共同的规则。大家都遵守的规则，就叫做"协议"
为何要有互联网协议：是定义计算机如何来接入网络，以及接入网络的计算机通信标准上午
二、osi五层模型
osi五层模型的五层分别是：
应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
用户感知到的只是最上面一层应用层，自上而下每层都依赖于下一层，所以我们从最下一层开始切入
1、物理层：就是把电脑连接起来的物理手段。（也就是先把电脑连起来，可以用光缆、电缆、双绞线、无线电波等方式）它主要规定了网络的一些电气特性，作用是负责传送0和1的电信号。
2、数据链路层：
（1）定义：单纯的电信号0和1没有任何意义，必须规定电信号多少位一组，每组什么意思
这就是"链接层"的功能，它在"实体层"的上方，确定了0和1的分组方式
（2）以太网协议：早期的时候各个公司都有自己的分组方式，后来形成了统一的标准，即以太网协议ethernet
以太网规定，一组电信号构成一个数据包，叫做"帧"（Frame）。每一帧分成两个部分：标头（Head）和数据（Data）。
“标头"的长度，固定为18字节。
发送者／源地址，6个字节
接收者／目标地址，6个字节
数据类型，6个字节
"数据"的长度，最短为46字节，最长为1500字节。
因此，整个"帧"最短为64字节，最长为1518字节。如果数据很长，就必须分割成多个帧进行发送。
（3）MAC地址：以太网规定，连入网络的所有设备，都必须具有"网卡"接口。数据包必须是从一块网卡，传送到另一块网卡。网卡的地址，就是数据包的发送地址和接收地址，这叫做MAC地址。
mac地址：每块网卡出厂时都有一个全世界独一无二的MAC地址
（4）广播：定义地址只是第一步，后面还有更多的步骤。
首先，一块网卡怎么会知道另一块网卡的MAC地址？
回答是有一种ARP协议，可以解决这个问题。以太网数据包必须知道接收方的MAC地址，然后才能发送。
其次，就算有了MAC地址，系统怎样才能把数据包准确送到接收方？
回答是以太网采用了一种很"原始"的方式，它不是把数据包准确送到接收方，而是向本网络内所有计算机发送，让每台计算机自己判断，是否为接收方。1号计算机向2号计算机发送一个数据包，同一个子网络的3号、4号、5号计算机都会收到这个包。它们读取这个包的"标头"，找到接收方的MAC地址，然后与自身的MAC地址相比较，如果两者相同，就接受这个包，做进一步处理，否则就丢弃这个包。这种发送方式就叫做"广播"
有了数据包的定义、网卡的MAC地址、广播的发送方式，"链接层"就可以在多台计算机之间传送数据了。
3、网络层：
（1）网络层的由来：有了以太网、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，但是，这样做有一个重大的缺点。以太网采用广播方式发送数据包，所有成员人手一"包"，不仅效率低，而且局限在发送者所在的子网络。也就是说，如果两台计算机不在同一个子网络，广播是传不过去的。这种设计是合理的，否则互联网上每一台计算机都会收到所有包，那会引起灾难。
因此，必须找到一种方法，能够区分哪些MAC地址属于同一个子网络，哪些不是。如果是同一个子网络，就采用广播方式发送，否则就采用"路由"方式发送。（"路由"的意思，就是指如何向不同的子网络分发数据包，这是一个很大的主题，本文不涉及。）遗憾的是，MAC地址本身无法做到这一点。它只与厂商有关，与所处网络无关。
"网络层"它的作用是引进一套新的地址，使得我们能够区分不同的计算机是否属于同一个子网络。这套地址就叫做"网络地址"，简称"网址"
（2）IP协议：规定网络地址的协议，叫做IP协议。它所定义的地址，就被称为IP地址。
但是单单从IP地址，我们无法判断网络部分。那么，怎样才能从IP地址，判断两台计算机是否属于同一个子网络呢？这就要用到另一个参数"子网掩码"，知道"子网掩码"，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。
IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。
（3）IP数据包：根据IP协议发送的数据，就叫做IP数据包。ip数据包也分为head和data部分
（4）ARP协议：ARP协议主要是通过广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址
4、传输层：
（1）传输层的由来：有了MAC地址和IP地址，我们已经可以在互联网上任意两台主机上建立通信。主要是建立端口到端口的通信。
（2）UDP协议：不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。
（3）TCP协议：可靠传输，TCP数据包没有长度限制
5、应用层：
直接面向用户的应用程序，都工作于应用层
三、用户上网流程
（1）获取4要素，本机的IP地址、子网掩码、网关的IP地址、DNS的IP地址
（2）其次是打开任意浏览器，输入其网址。例如：想要访问Google，在地址栏输入了网址：www.google.com
（3）dns协议（首先网络客户端会询问本地DNS服务器我要访问的www.163.com的IP地址是多少，本地DNS服务器会查看缓存里是否有记录，没有记录的话，联系根服务器，询问域名对应的ip地址是多少，然后得到根服务器的回应告知域名是由.com区域管理，并给本地DNS服务器一个.com服务器的地址，然后本地DNS服务器去询问.com域服务器，.com域服务器会反馈告知，负责163.com区域的服务器知道答案，又给了本地DNS服务器一个163.com服务器的地址，继而，本地DNS服务器去询问163.com域服务器，最后163.com域服务器告知经查询此域名对应的IP地址是多少，然后本地DNS服务器会将最后询问的IP地址告知网络客户端，并写入缓存，以备下次使用）
（4）HTTP部分的内容
（5）TCP协议
（6）IP协议
（7）以太网协议
（8）服务器端响应：本机收到HTTP响应以后，就可以将网页显示出来，完成一次网络通信。