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一 系统与软件知识结构介绍

1. 系统知识结构

2. 软件

二 硬件系统

1. 单片机

单片机是一种可通过编程控制的微处理器。需要靠外围的数字器件或模拟器件才可发挥其自身的强大功能。
学习方法：可参考 郭天祥 51单片机 1.1.4章节。

A 单片机是什么

1. 单片机是一种可通过编程控制的微处理器，单片机芯片自身不能单独运用于某项工程或产品上，它必须靠外围数字器件或模拟器件的协调才可发挥其自身的强大功能。

2. 单片机属于控制类数字芯片

   B 如何开始学习单片机

3. 入门级选择：用户众多，资料比较多。
4. 仿真软件是学不会单片机的，只有把硬件摆在你面前，亲自操作它，才会有深刻的体会，才可能掌握它。
5. 单片机这门课非常重视动手实践的，不能总是看书，但是也不能完全不看书，我们需要从书中大概了解一下单片机的各个功能寄存器。
6. 开始时需要简单了解IO的使用即可。
7. 关于看书，单价只需明白了解单片机各引脚的功能，简单了解寄存器。实践才是最重要的，在实践过程中有不懂之处在查书，这样记忆才深刻。
8. 关于实践有两种方法：（1）自己花钱买（2）找高手自己做。
9. 遇到不会什么学什么！
10. 建议学习步骤如下：
    1. 看书大概了解一下单片机的结构，大概了解一下就行，不用都看懂，又不让你出书。
    2. 用学习版练习编写程序。学习单片机主要就是练习编写程序，遇到不会的再问人或查书。
    3. 自己在网上找些小电路类的资料，练习设计外围电路，焊接好自己调试，熟悉过程。
    4. 自己独立设计具有个人风格的电路、产品……你已经是高手了。

C 单片机的发展趋势

D 单片机通用知识介绍

A 芯片上标号对应温度范围

B 芯片封装

E 单片机结构

冯-诺依曼结构
哈佛结构

1. 51单片机-郭天祥51单片机

A 单片机管脚说明：

1. 区分引脚标号：芯片上有的地方有凹槽，从它开始逆时针计数。
2. 单片机引脚功能分类：
   1. 电源时钟引脚 Vcc GND XTAL1 XTAL2
   2. 编程控制引脚 RST PSEN ALE EA
   3. I/O引脚

B 电平特性

1. 单片机是一种数字集成芯片，数字电路中只有量汇总电平：高电平和低电平。
2. 单片机输入输出为TTL电平
3. 常用的逻辑电平有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL、RS-232、RS-422、RS-485、LVDS等。其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为4类：5V系列、3.3V系列、2.5V系列、1.8V系列。

C 学习单片机应该掌握的主要内容

1. 掌握单片机最小系统能够运行的必要条件：（1）电源 （2）晶振 （3）复位电路。
2. 掌握对单片机IO口的操作：（1）输出控制电平高低（2）输入检测电平高低。
3. 定时器：重点掌握最常用的方式2.
4. 中断：掌握外部中断、定时器中断、串口中断。

5. 串口通信：掌握单片机之间通信、单片机与计算机之间的通信。

   D 学习单片机的过程及资源操作

6. 开发工具的使用：学习方法，边学边用；
7. LED 流水灯程序的编写；
8. 数码管：显示分为静态显示及动态显示-动态刷屏显示数据。
9. 键盘检测原理及应用实现。
10. AD和DA工作原理。
    1. A/D转换器的参数指标：（1）分辨率 （2）转换误差 （3）转换精度。（4）转换时间
    2. D/A转换器的参数指标：（1）分辨率 （2）转换误差 （3） 建立时间 （4）转换速率 （5）温度系数。
11. 串口：通信方式分为串行和并行两种方式。串行通信又有两种方式：异步串行方式和同步串行方式。通信方式又分为单工，半双工，全双工。
12. 通用型1602,12232,12864的液晶操作方法。
13. 触摸屏

14. I2C总线

    E 单片机内的一些概念

15. 时钟周期，也称震荡周期，定义为时钟频率的倒数；（可以这样来理解，时钟周期就是但潘集外接晶振的倒数。如12MHz的晶振，它的时钟就是1/12us）,它是单片机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
16. 状态周期。它是时钟周期的两倍。
17. 机器周期: 单片机的基本操作周期，在一个操作周期内，单片机完成一项基本操作。如取指令、存储器读/写等。它由2个周期（6个状态周期）组成。

18. 指令周期：它是指CPU执行一条指令所需要的时间，一般一个指令周期含有1~4个机器周期。

    F 串行通信

19. 通信方式分为串行和并行两种方式。
20. 串行通信又有两种方式：异步串行方式和同步串行方式。
21. 通信方式又分为单工，半双工，全双工。

22. 串行通信的错误校验：奇偶校验，代码和校验，循环冗余校验。

MSP430

2. ARM

3. DSP

4. FPGA

三 软件系统

1. 软件设计简介

程序 = 数据 + 算法；
数据是程序使用和处理的信息；
算法是程序使用的方法；

C语言最初面世时，是过程性的，这意味着它强调的是编程的算法方面；从概念上来说，过程化编程首先要确定计算机应采取的操作，然后使用编程语言来实现这些操作。“意大利面条式编程”。 解决方法 - 结构化编程（C语言就包含了这些结构for循环，while 循环， 和if else 循环）。设计方法，自顶而下的设计方法。（《在C语言大学教程》里面见到过）在C语言中，其理念是将大型程序分解成小型、便于管理的任务，如果其中一项任务过大，继续分解下去。C语言的设计有助于这种方法，他鼓励程序员开发程序单元（函数）来表示各个任务模块。如上所述，结构化变成技术反映了过程性编程的思想，根据执行的操作来构思一个程序。

四 编程

编程的意义

他身体力行地鼓励自己的两个女儿学习编程，甚至觉得两个女儿起步太晚了。
奥巴马也以身作则地投入编程学习，成为世界上首位会写程序的总统：在“编程一小时”的课程结束时，他写出了人生中第一段 JavaScript 代码，成功地画出了一个正方形。而为了更好地宣传全民写代码，奥巴马更是通过Youtube发布了号召加入编程学习行列的视频。
"It‘s got to be everybody. Everybody‘s got to learn how to code early."
—— Barack HusseinObama II, former US President
“不仅对于孩子，而是所有人，都必须尽早地学习编程。”

“Everybody in this country should learn how to program a computer… because it teaches youhow to think.”
—— Steve Jobs, the founder of Apple
“学习编程可以教会人如何思考，就像学法律一样。学法律的最后并不一定成为律师，但法律能教会人一种思考方式。编程也一样，计算机科学应该是一种基础教育，每个人都应该花一年时间学习编程。”

编程最大优点是培养人将复杂问题拆分解决的能力。乔布斯对于自己在20岁前后学习编程的经历给予很高的评价：“我们把编程看作思考的镜子并学习如思考。”

比尔-盖茨13岁开始学编程，后来他成了世界首富。马克-扎克伯格10岁开始学编程后来他成了最年轻的亿万富翁。facebook的创始人兼首席执行官。

百度创始人李彦宏、腾迅创始人马化腾、新浪创始人王志东、网易创始人丁磊、360创始人周鸿祎，他们都有共同的职业起点——程序员。

编程能够帮助人们构架起已有技能之间的桥梁，启发孩子们无线的创造力！

——麻省理工学院教授米切尔·雷斯尼克

计算机科学可以打开这个世界上最好的机会。

——微软总裁萨提亚

美国总统奥巴马呼吁全民编程，号召“编程一小时”

不要只是买一个新的电脑游戏，自己做一个；不要只是下载最新的应用程序，帮助设计它；不要只是在手机上玩玩，编写它的代码。

——奥巴马

“编程一小时”是由谷歌、微软、脸谱等全球顶级科技公司创立的非营利组织Code.org发起，旨在提高人们尤其是青少年创新能力、计算思维和普及计算机科学教育的一个活动，目前全球已有4000多万人参与，2015年12月7日，第三届“编程一小时”活动将在全球拉开帷幕！

2013年起，美国总统奥巴马号召全美学生学编程，截至目前，美国已有500万青少年正在学**编程。

2014年起，英国将编程作为5-16岁学生的必修课。

2012年起，日本中小学生就开始学**编程了，日本经济新闻产业部报道，2015年日本小学生在软件大赛中开始崭露头角！

2017年起，新加坡将会在中小学考试中加入编程课目。

2017年起，中国浙江等地将把信息技术（含编程）正式升级为高考项目。

...

值得注意的是，专门面向儿童的编程语言，如“Scratch”、“CargoBot”等，特点是不使用过于繁复的计算机语言，而是采用类似乐高一样的模块进行编程。

放眼全球，在英国，编程已经进入基础教育大纲，学分和数学一样。

从2013年起，美国非盈利组织Code.org发起的“编程一小时”活动引起极大反响，访问量已经接近1.4亿。

“编程一小时”每年12月7日-13日期间举行，鼓励年轻人亲自尝试编程学，每天花一小时学编程，借此让更多的人参与到编码中并意识到计算机科学教育的重要性。

“编程一小时”得到美国社会各界的大力支持，包括微软、苹果、亚马逊以及美国大学理事会等公司及机构都积极响应。Code提供的教程几乎全部由知名人士录制，其中包括比尔·盖茨和马克·扎克伯格这样的业界巨头，也有波什这样的NBA明星。在去年的“编程一小时”活动中，甚至连美国总统奥巴马也亲身站台，呼吁美国小朋友“别总在手机上玩，要去编程”。

“编程一小时”，效果带给孩子们的，带给商家的？我们拭目以待。

编程的优点

1. 強化逻辑思考力
2. 培养专注细心
3. 提高学生们耐性
4. 增加学生们抽象思考能力
5. 帮助学生们整理信息，吸收融合能力
6. 提升国际性的沟通能力、竞争力
7. 学习团队合作，学会共同学习
8. 训练空间思考能力
9. 增进解决问题能力

10. Learn to code, code to learn

    当前编程语言的趋势

    
    月排行榜：Java 和 C 下跌厉害
    2017-05-08

TIOBE 最近公布了 2017 年 5 月编程语言指数排行榜，排名前三的还是 Java、C、C++，Python 和 C# 排第四和第五。自从 2016 年开始，Java 和 C 的比率数据在下降。和去年同期相比，两者已下降超过 6%。流失的部分，哪些编程语言受益了呢？嗯，是其他语言都受益了。

随着越来越多的领域采用软件，C（底层软件开发）和 Java（高级软件开发）显然无法都满足了。2012 年的时候，0.6% 占有比率的编程语言，就能进入 Top 20，而如今这个数字智能排在第 33 位了。此外，教育类编程语言 Scratch 在今年 2 月份，5 月继续在 Top 20。

软件设计

软件设计介绍

数据是程序使用和处理的信息；数据在程序中的使用依赖数据结构。
算法是程序使用的方法；

过程化编程首先要确定计算机应采取的操作，然后使用编程语言来实现这些操作。

过程化 语言具有两把大刀：
面向过程：面向过程的设计思想在思考问题时，是以一个具体的流程为单位，考虑它的实现方法，关心的是实现的功能。程序设计过程一般由各个相关联的函数实现，耦合性比较强。
意大利面条 ---组织 --- 结构化编程（structured programming）

1. 结构化编程（structured programming ） 结构化编程将分支（决定接下来应执行哪个指令）限制为一小组行为良好的结构。 结构化编程技术反映了过程性编程的思想，根据执行的操作来构思一个程序。
2. 自定而下的程序设计方法：
        1. 理念： 大型程序分解为小型便于管理的任务。如果过大，则再分。
        2. C语言的设计有助于使用这种方法：可以使用函数来表示各个任务模块。

面向对象编程（OOP）：
面向对象：面向对象的设计思想在思考问题时，以具体的事物（对象）为单位，考虑它的属性及动作，关注整体，就好比观察一个人一样，不仅要关注他怎样说话，怎样走路，还要关注他的身高，体重，长相等属性特征。
结构化编程提高了程序的清晰度、可靠性，容易维护，但当大型程序编写时，仍面临挑战。
与oop不同面向过程试图免租语言的过程性方法，而是试图让语言来满足问题的要求。
OOP理念是设计与问题的本质特性相对应的数据格式。
OOP的方法首先是设计类：这种从低级组织（类）到高级组织（程序）处理过程叫做自下而上的编程。
OOP 不仅仅是将数据和方法合并为类定义。还引入了很多新的理念。它不是将重点放在任务上，而是放在概念上。有时不一定适用自上而下的编程方法。而是使用自下而上的方法。
3. 面向对象的三个基本特征：封装、继承、多态；

1. 面向对象的优点， 可以直接封装，将设计和维护分开。
2. 面向对象的编程思想更加接近于现实的事物，它有以下几点好处：
   （1）是编程更加容易：因为更贴近现实。
   （2）在软件工程上，面向对象可以使工程更加模块化，实现更低的耦合和更高的内聚。
   （3）在设计模式上，面向对象可以更好地实现开闭原则，也使代码更易阅读。
   程序设计

软件开发的过程简介：需求分析、架构设计、程序编码、软件测试、部署、维护等几个阶段。

Java C C++ 编程易语言的对比

一般而言，C，C++，java被视为同一系的语言，它们长期占据着程序使用榜的前三名。

1. C++、JAVA、C#等编程语言基本上都来自C语言，但又有很多区别，业内人士通常将C比作爷爷，C++ 比作爷爷的儿子，Java 和C# 等语言比作孙子。对于变量声明、参数传递、操作符、流控制等，Java使用了与C，C++相同的传统，而C++主要是对C的扩展，并融入了面向对象的思想,JAVA和C#语言是纯粹的面向对象的编程语言，吸收了C、C++语言的很多优点，摒弃了很多缺点，但C# 编程语言的运行依赖于Windows平台，而Java 语言不依赖于任何平台，因此使得熟悉C、C++、C#的程序员能够很方便地转向Java编程。

   A C++将其看为一个语言联邦

2. 以C语言为基础，区块，语句，预处理器，内置数据类型，数组，指针。
3. OBject-Oriented C++;
4. Template C++;

5. STL

   B Java

   Java 简单高效 面向对象，不依赖于机器的结构（跨平台）可移植性好、安全等特点，并提供了并发机制。具有很高的性能。
   Java最大限度地利用了网络，Java的小应用程序可在网络上传输而不受CPU和环境的限制。
   Java 还有丰富的类库，程序设计者可以很方便得建立自己的系统

   C 语言技术详解

   对于语言来说就是

   graph TD;
   C-->三种语句;
   C-->两种结构;
   三种语句--> 顺序;
   三种语句--> 循环;
   三种语句--> 选择;
   两种结构--> 堆叠;
   两种结构--> 嵌套;

   PAT

   什么是PAT

   浙江大学计算机程序设计能力考试（Programming Ability Test，简称PAT）是由浙江大学计算机科学与技术学院组织的统一考试，旨在培养和展现学生分析问题、解决问题和计算机程序设计的能力，科学评价计算机程序设计人才，并为企业选拔人才提供参考标准。

   浙大pat考试的难度和acm竞赛水平能否对应？

   ACM所评选的图灵奖（A.M. Turing Award）被公认为世界计算机领域的诺贝尔奖。现任主席为Vicki L. Hanson教授。

变量存储

a是全局变量，放在全局区
str是常亮字符串放在文字常量区，str针放在全局区
b和*obj对象都是new出来的，放在堆区,指针b和obj放在栈区
c,obj2,aa是局部变量，lhs和rhs是函数参数值，都放在栈区

抽象类的特性

抽象类具有以下特性：

1. 抽象类不能实例化。
2. 抽象类可以包含抽象方法和抽象访问器。
3. 不能用 sealed 修饰符修饰抽象类，因为这两个修饰符的含义是相反的。 采用 sealed 修饰符的类无法继承，而 abstract 修饰符要求对类进行继承。
4. 从抽象类派生的非抽象类必须包括继承的所有抽象方法和抽象访问器的实际实现。

C++ 不支持嵌套函数定义

关于抽象类， 虚函数、和纯虚函数

C++类体系中，不能被派生类继承的有：构造函数和赋值操作函数。

C++ 部分兼容C

模版是编译时多态，它在编译时生成模版函数；虚函数是运行时多态，它根据运行时的具体对象选择相应的接口。

软件的本质特性：（1）一致性 （2）复杂性（3）可变性

构造函数与析构函数除功能不同外，在定义形式上，它们的区别还包括构造函数名与类名相同，而析构函数名是在类名前加一个~、析构函数没有参数 、析构函数可以定义为虚函数
析构函数可以定义为虚函数?
关于内联函数：在内联函数中不允许使用循环语句（for,while）和switch结果，带有异常接口声明的函数也不能声明为内联函数。另外，递归函数(自己调用自己的函数)是不能被用来做内联函数的。内联函数只适合于只有1～5行的小函数。
关于函数：函数的定义不可以嵌套，函数的调用可以嵌套。

内存：
所有的局部变量在栈区，所以p在栈上，栈区是动态存储区，自动分配内存、自动回收；
堆区：人工分配、释放，所以new出来的在堆上；
malloc不能直接申请内存。它申请的是物理内存。

A 先自增，然后返回所指向地址的值，*和++优先级相同，右结合性

空指针为NULL

C的运算符有以下几类：

2.1.算术运算符：* - + /
2.关系运算符： > < == != >= <=
3.逻辑运算符：! && ||
4.位运算符：<< >> ~ | ^ &
5.赋值运算符：=及扩展赋值运算符
6.条件运算符：?:
7.逗号运算符：,
8.指针运算符：*和&
9.求字节数运算符：sizeof
10.强制类型转换运算符：(类型)
11.分量运算符：. ->
12.下标运算符：[ ]
13.其他：如函数调用运算符:()
注意：条件运算符是C语言中惟一一个三目(三元)运算符

C语言中最简单的数据类型包括整型，实型，字符型。

左值和右值都是针对表达式而言的，左值是指表达式结束后依然存在的持久对象，右值是指表达式结束时就不再存在的临时对象。
在标准C++语言中，临时量（术语为右值，因其出现在赋值表达式的右边）可以被传给函数，但只能被接受为const &类型。
静态分配是指在编译阶段就能确定大小，由编译器进行分配，堆不可以进行静态分配，堆的申请都是在执行过程中进行的。
A，堆和栈的大小都可以设置，栈一般只有几KB。
B，堆在动态分配时，要申请连续的内存空间，释放后会产生碎片。
D，堆是使用malloc()、calloc()、realloc()等函数动态分配的，而使用alloca()函数可以动态分配栈的内存空间，释放的时候由编译器自己释放。

Ｃ语言允许函数值类型缺省定义，此时该函数值隐含的类型是整形。
纯虚函数格式：virtual <类型> <函数名> (<参数表>) = 0;

C语言参数入栈的顺序是由右向左。

__cdecl __fastcall与__stdcall，三者都是调用约定(Calling convention)，它决定以下内容：1)函数参数的压栈顺序，2)由调用者还是被调用者把参数弹出栈，3)以及产生函数修饰名的方法。

运算符优先顺序的描述：

如果没有编译器优化 ++k 和k++运行速度哪个快 ： ++k 最佳答案，没有之一： 因为++k运算结束后，k的值和表达式的值相同。 而k++运算结束后，k的值和表达式的值不相同。编译器要开辟一个新的变量来保存k++表达式的值。 所以说：++k更快。

（1）从静态存储区域分配：
内存在程序编译时就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。速度快、不容易出错，因为有系统会善后。例如全局变量，static变量等。
（2）在栈上分配：
在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
（3）从堆上分配：
即动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意大小的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活。如果在堆上分配了空间，就有责任回收它，否则运行的程序会出现内存泄漏，另外频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。
一个C、C++程序编译时内存分为5大存储区：堆区、栈区、全局区、文字常量区、程序代码

当数组作为函数的参数时，其自动转换为指向函数的指针，sizeof（str_arg）表示的是指针的长度，在32为计算机上为4位。
C语言程序的基本单位是函数。

由printf 输出的数据都隐含右对齐 printf 输出数据的所占的宽度由系统决定。
面向对象的5大原则：（1）单一 职责原则（2）开放封闭原则 （3）里氏替换原则（4）依赖倒置原则 （5）接口隔离原则

Debug 中有 ASSERT 断言保护， 而在Release 优化中就会删除ASSERT所以会出现正常运行。
类中 const 函数： 如果一个成员函数的不会修改数据成员，那么最好将其声明为const，因为const成员函数中不允许对数据成员进行修改，如果修改，编译器将报错，这大 大提高了程序的健壮性。

#import 是# include 的替代指令，防止重复使用。

include 命令的功能是在命令处插入一个文本文件。

c 语言的文件包含是可以嵌套的

C语言用非0表示逻辑真值。
C语言的文件类型有两种： ASCII文件和二进制文件。

共享内存可以用于windows进程间通信。
C语言中最简单的数据类型包括 整型，实型，字符型。

选d，类方法就是静态方法。其它的就是实例方法
实例方法可以对当前对象的实例变量进行操作，也可以对类变量进行操作，但类方法不能访问实例变量。实例方法必须由实例对象来调用，而类方法除了可由实例对象调用外，还可以由类名直接调用。
另外，在类方法中不能使用 this 或 super。 关于类方法的使用，有如下一些限制：
1 在类方法中不能引用对象变量。
2 在类方法中不能使用super、this关键字。
3 类方法不能调用类中的对象方法。
与类方法相比，实例方法几乎没有什么限制：
1 实例方法可以引用对象变量（这是显然的），也可以引用类变量。
2 实例方法中可以使用super、this关键字。
3 实例方法中可以调用类方法。

用户态切换到内核态的3中方式：a.系统调用，b.异常.3.外围设备中断。
linux中的线程状态
1、TASK_RUNNING：
进程当前正在运行，或者正在运行队列中等待调度。
2、TASK_INTERRUPTIBLE：
进程处于睡眠状态，正在等待某些事件发生。进程可以被信号中断。接收到信号或被显式的唤醒呼叫唤醒之后，进程将转变为 TASK_RUNNING 状态。
3、TASK_UNINTERRUPTIBLE：
此进程状态类似于 TASK_INTERRUPTIBLE，只是它不会处理信号。中断处于这种状态的进程是不合适的，因为它可能正在完成某些重要的任务。 当它所等待的事件发生时，进程将被显式的唤醒呼叫唤醒。
4、TASK_STOPPED：
进程已中止执行，它没有运行，并且不能运行。接收到 SIGSTOP 和 SIGTSTP 等信号时，进程将进入这种状态。接收到 SIGCONT 信号之后，进程将再次变得可运行。
5、TASK_TRACED：
正被调试程序等其他进程监控时，进程将进入这种状态。
6、EXIT_ZOMBIE：
进程已终止，它正等待其父进程收集关于它的一些统计信息。
7、EXIT_DEAD：
最终状态（正如其名）。将进程从系统中删除时，它将进入此状态，因为其父进程已经通过 wait4() 或 waitpid() 调用收集了所有统计信息。
8、TASK_KILLABLE：
Linux? kernel 2.6.25 引入了这种进程状态，用于将进程置为睡眠状态，它可以替代有效但可能无法终止的 TASK_UNINTERRUPTIBLE 进程状态，以及易于唤醒但更加安全的 TASK_INTERRUPTIBLE 进程状态。

计算机硬件的五大单元：输入单元，cpu内部的，控制单元与算术逻辑单元，还有内存，以及输出单元。
CISC
RISC
计算机的分类：超级计算机，大型计算机，迷你计算机I，工作站，微电脑。】
关于CPU：有一个加速功能，所以CPU有所谓的外频和倍频。外频：指的是CPU与外部组件进行数据传输和运算时的速度，倍频是CPU内部用来加速工作性能的一个倍数。

                                 ==End of File==

System&Software

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