计算机基础补完计划 - 自学计算机科学相关课程。此部分为深入理解计算机系统及相关视频课程的学习笔记。
课程目标：了解软硬件及其关系、了解并掌握如何编写高性能的代码。
参考视频：The Hardware/Software Interface Class by Luis Ceze and Gaetano Borriello
1. The big picture
hardware: physical part of computing device
software: thing made of bits, running on top of hardware.
There are many layers of abstractions between the hardware and the software.
老生常谈的C->Assembly code ->Machine Code变迁，实质上是多层抽象。
计算机的设计就是通过多层抽象，封装实现细节，简化设计和思考的难度，同时了解抽象的过程也有利于编写高效的代码。
2. Roadmap
后续内容主要包括：
- 数据如何在内存中组织
- 如何表示数字，数字如何编码
- 机器码的定义（Instruction， 指令）
- x86汇编代码
- 追踪程序如何运行&栈结构
- Array & Structs
- 内存和缓存（Memory & caches）
- 进程（Process）
- 虚拟内存
- 内存分配（memory allocation）
- Java & C comparison
Little Theme 1. Representation
所有的数字系统都是用0-1序列表示的，与电子器件中的高低电平对应。
数字系统中的Everything指的是数字、字符、指令、指针（基本可以囊括并组成计算机系统中的软件部分）。
上述内容的编码需要存储在计算机系统中，存储介质包括寄存器、缓存、内存、硬盘（外存）等，并且这些内容均是可寻址（Addressable）的，可寻址意味着能够通过地址找到、可以找到新的空间存储、数据不再使用时可以回收。
Little Theme 2. Translation
我们认知程序、数据、计算机中的0-1序列是三个不同层次的内容，其中相隔甚远，因此需要编程语言（Languages）来描述我们真正想要的。
这种从语言到机器码的翻译有三个方面：逐字翻译、短语结构、语法分析。
Little Theme 3. Control Flow
- 计算机如何组织运行？（使其表现为并行工作）
- 跟踪（Keep track of）调用函数（call a method）的过程
- 返回（Return）的实质；
- 如何同时运行多个用户程序，使其共享相同的计算机和内存