我的（码农）的知识体系结构

我就一码农，学名程序员。农民伯伯靠种地为生，我靠种代码为生；土地里长出了庄稼，键盘中敲出了程序。毕业，进一游戏公司，从业六年半，干了五年服务器，一年半客户端。主要在PC上折腾，服务器弄弄FreeBSD，客户端还得跟着M$老大的Windows混。敲了这么多代码，也尝试总结下知识，斗胆称之为体系结构。

计算机体系结构/硬件（PC/PS3/Wii/iPhone/Google Glass）

几十年前，冯·诺依曼与图灵哥哥弄了点理论体系，种下来计算机的种子。如今，计算机中总有个CPU，用来计算的；还有内存、硬盘，用来存储的；还得加上个显卡，否则无法玩游戏；把前面几个东东都插到主板上，再接个显示器、鼠标、键盘，最最标准的 IBM PC 就出来了。后来有了 USB 接口，U盘诞生了；再后来弄个RJ45接口，就可以上网了；上网还要接网线，好麻烦，于是有了wifi。

CPU自己有一些寄存器（register），访问起来最快。CPU和内存间的交互总觉得还不够快，所以弄了L1/L2 cache。

反正访问速度是 register > L1 > L2 > memory > harddisk/usedisk。

CPU就是一吃货，只负责吃数据（处理数据），每次先找 L1 cache 拿数据，不在 L1 cache 的，再找 L2 cache 要，又不在 L2 cache 的，才找内存要。找数据找不到这事，叫 cache-miss。要是内存中也找不到咋办？那不是CPU管的事，操作系统同学负责揽这活儿。

除了标准的IBM PC，其实还有大型机（这哥们有好多好多cpu，好多好多内存）、单片机（51单片机，要写汇编的哦）。不过这年头，原来是单片机的地方，现在都是台嵌入式PC了，硬件太tm便宜了。

还有就是各种游戏主机，啥PS2/PS2/GameCube/Wii，都是标准IBM PC的变种，为了更好的运算、图形能力而设计的计算机。不过这些哥们最近都不好混了，因为iPhone出来了，普通PC的运算、图形能力也越来越强大了，写游戏的码农们根本用不完这么多硬件资源，不需要再专门设计游戏主机了。最近PS4的发布会，就发现其已经长得很像PC了。Valve马上就要出Steam Box，丫就一PC。

还有现在智能手机、平板满天飞，PC的结构在以各种形式渗透到生活的每一个角落。Google Glass马上就要开买了，《七龙珠》里面贝吉塔带的、测量战斗力的眼镜，很快就要变成现实了。

操作系统（Windows/Linux/MacOSX/iOS/Android）

有了硬件就要有软件，计算机需要一个大管家，才能把上篇那一堆CPU、显卡、内存啥的都管理起来，让它们工作。

其实早期的操作系统都没那么复杂，最简单的就是 51单片机，可能就直接写汇编控制下CPU就好了，我没玩过。

后来硬件复杂了点，嵌入式里就出了 ucOS。作者写了个抢占式多线程调度系统，然后写了本书，再买书送代码，火了~

而 IBM PC 配上了 MS-DOS，不如千万家，把 Microsoft 养肥了。

之后 PC 越来越复杂，我要看界面的，不要命令行、我要玩游戏，要有显卡、我要U盘、我要上网，各种需求。操作系统也就随之越来越复杂。

大管家先要管理 CPU，而且 CPU 速度还贼快，一次只干一个事情，有些浪费。所以要有进程调度子系统（process schedule subsystem），进程A从磁盘读数据的时候，可以让进程B干活，不浪费 CPU 运算资源。有了一堆进程，进程间就得通讯啊，通讯就需要 memory copy，有时候数据量大了，通讯成本太高咋办？那就在进程中再搞个线程（thread），线程可以共享进程的数据，直接访问，不需要通讯了。

管了 CPU 还得管内存，于是有了虚拟内存子系统（virtual memory subsystem）。从进程的角度来看，要简化内存操作，进程A和进程B都访问相同虚拟地址（virtual address），实际它们访问的物理地址（physic address），是不同的。现代 CPU 都把虚拟地址到物理地址的映射做到硬件上了，所以操作系统必须的有虚拟内存子系统。

光管内存还不够，电源断了，数据就没了，所以还得把数据写到磁盘上，于是有了文件子系统（file management subsystem）。硬盘/U盘，只是张白纸，如何规划数据的格式呢？那就要提供文件系统格式，比如 Windows 的 FAT32/NTFS、Mac OSX 的 HFS+，这些也属于文件子系统管。

数据能存储了，还得将其显示出来，那就得用显卡。而显卡品牌多多，操作系统也不知道会有哪些牌子，那就设计个 PnP 系统，把 PCI、USB 等插槽管理好，然后让显卡厂商去写驱动（driver），自己管理自己的显卡硬件。网卡也类似。键盘、鼠标就标准得多，通用驱动即可，不需要生产厂家写。

这年头没有网络不行，所以还得有网络子系统（network subsystem），俗称协议栈（network stack）。负责实现 TCP/IP 那一坨东西。

编程语言（C/C++/Java/C#/Python/Lua/Erlang/Go）

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数据结构（Array/LinkedList/HashTable/Stack/Tree）

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领域知识（游戏开发/ERP/web）

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to be continue …