Software I (9 mins)

Хорошо. Итак, в этот прекрасный весенний день, здесь, на территории кампуса. Я буду делать запись

снаружи, здесь в кампусе Стенфорда. Выглядит солнечно, как парк. Там где

студенты только что (бормочет). Итак, тема этого раздела: Что такое

программное обеспечение? Что такое код? Как это работает на компьютере? Затем мы

поговорим об аппаратном обеспечении компьютера, мы поговорим о процессоре, это мозги

компьютера. Процессор действительно работает, и процессор реализует то, что

называется? Инструкции машинного кода. Инструкции машинного кода очень

просты. Одна инструкция машинного кода может сложить два числа, другая инструкция может

сравнить два числа, что бы увидеть какое больше. Поэтому. Для кода который мы видели,

что-то вроде пиксель точка установить красный десять. Это гораздо сложнее, чем

отдельные инструкции машинного кода. Таким образом

пиксель точка установить красный десять. Будет в конечном итоге разложен на серии, возможно пяти или десяти

этих очень простых машинных инструкций. Таких, что когда эти десять

инструкций выполняются, одна за другой, эта сортировка дает эффект установки красного

значения пикселя в десять. Хорошо, я углублюсь в это позже,

Так как, как происходит это разложение. Так что, я думаю первый хороший вопрос для запуска

программы это, что такое программа? Так что я буду смотреть на правую сторону этой

диаграммы. Таким образом, программа, и я буду, я буду как бы, использовать его как мой работающий пример

Firefox. Таким образом, программа сделана всего лишь, как огромная последовательность этих очень

простых машинных инструкций. Итак, когда Firefox работает на твоём

компьютере, это значит где-то в оперативной памяти, находится блок этих инструкций.

Таких, что выполняя их, как вы знаете, выполняется то, что делает Firefox. Таким образом, он

мигает курсором, принимает url, рисует, получает интернет страницы и всё такое.

Отдельные инструкции действительно тривиальны, правильно. Просто добавьте две цифры. Так

как получить из этого мигающий курсор? И лучшее, что я могу сказать, что это

возможно что-то вроде отношений между песком и скульптурой. Когда каждая

инструкция это песчинка. Как само по себе - бессмысленно и вроде

выглядит как все остальные. Но если вы сложите их вместе нужным образом, вы

сможете построить эту завершенную общую структуру. Именно так,

Firefox и построен из этих, этих простых инструкций. Как это работает

процессор, здесь слева, выполняет, что называется выполнить цикл. И

всё это значит, что процессор начнет, скажем, здесь, с Инструкции один,

и он загрузит инструкцию и запустит её. Или иногда мы скажем, что он выполняет

эту инструкцию. Так что, он добавляет два числа, или делает то, что

говорит инструкция. И когда Инструкция один выполнена, он просто переходит вниз

по списку. Он переходит к Инструкции два, и выполняет её как первую. Инструкции для вас, это

то, что просто работает, просто работает в последовательности. Итак, когда мы говорим,

что процессор работает на двух гигагерцах, два миллиарда операций в секунду, это и есть

эти маленькие инструкции. Здесь, очевидно, большое

разнообразие инструкций. Но я укажу пару специальных типов. Так

первый тип инструкций имеет эффект изменения порядка инструкции.

Обычно процессор выполняет инструкции вниз по списку и делает их по порядку. Но давайте скажем

инструкция четыре может сказать, вернись обратно и начни выполнять снова инструкцию

один. И подумаем о том, что процессор будет делать. Он будет выполнять инструкции...

Первая, вторая, третья, четвертая. И когда дойдет до четвертой, он вернется обратно, и

выполнит инструкции один, два, три снова. И затем один, два, три снова, и снова. Вы

можете видеть, как реализованы циклы. Просто упорядочивая

инструкции так, что некоторую часть кода мы можем выполнять 500.000 раз. Хорошо,

вы можете установить инструкцию в цикл, вернуться и делать так эти инструкции снова

и снова. Другой вид инструкций. Наша [бормочет] идея это инструкция,

хорошо, та же инструкция два здесь, которая тестирует некоторое условие и если условие

верно, возможно, оно пропускает вперед, где будет инструкция 5. Вот

как реализован условный оператор. У вас есть инструкция, которая должна посмотреть на

некоторое условие, и если оно, если условие верно, оно скажет

процессору начать здесь. И если это будет ложь, оно будет запущенно в каком-то другом месте.

Так, расположением инструкций просто так, вы можете получить эффект, приблизительно как

мы, как, в нашем коде, выглядит как условный оператор. [звук]. Правильно. Хорошо, так

как, как программа запускается, и как мы получаем, как мы получаем эту

вещь. Я изображу, что вы получили, Firefox на вашем флеш накопителе, вы знаете,

файл. Так на вашем флеш диске, или на вашем жестком диске. Здесь, я сохранил, на длительный

срок, вы знаете, постоянная память здесь. Здесь оперативная память, здесь процессор.

Итак, когда у вас есть Firefox на вашем жестком диске. По существу это файл, и

называется Firefox exe, это всего лишь традиция windows, как

назвать файл, являющийся программой, но это, это помогает "держать вещи чище", так что я буду

следовать этому. Так firefox.exe, этот файл, имеет много байт в себе, и для многих

частей, эти байты, всего лишь инструкции, которые делают программу,

плюс некоторые иконки. [бормочет] и другие составляющие. Итак о чем я хочу подумать,

хорошо, что происходит, когда вы делаете двойной щелчок на Firefox.exc? Как оно начинает выполняться?

И что происходит, по существу, в эти два шага. Первое, что происходит, это

байты для инструкций, наименьшее достаточное для инструкций, чтобы начать,

скопировать в оперативную память. Это все лишь копии, поместите инструкции в оперативную память, откуда процессор

сможет их получить. И на втором шаге, просто скажите процессору: 'Ок, хорошо, здесь

инструкция один. Начать выполнять здесь.' Итак, когда процессор просто начнет рваться

вниз по списку инструкций, и сейчас запустится Firefox. Так я думаю это

приведет к вопросу, хорошо, кто делает это, правильно? Как, чьи руки

сделали двойной щелчок? Кто запускает Firefox? И что есть что в оперативной

системе. Так операционная система это набор контролирующих и

администрирующих программ, что как вы знаете, организовывает, организовывает всю систему.

Так, в частности, операционная система обслуживает составные программы, запускает

и, завершает программы. Так современные компьютеры могут запускать составные программы в тоже

время и операционная система организует их. Она делает

начало старта программы, дает ей использовать некоторое количество оперативной памяти, и, возможно, даёт

окно для изображения. Так же, операционные системы стараются держать программы изолированными от

других. Так каждая программа имеет свою оперативную память, но она не обязательно перемешивается с

оперативной памятью других программ. Так что же помогает, если программа имеет ошибки. Будем надеяться, это будет

просто беспорядок в этой программе, но не путаница с другими программами, которые вы запустили. Или

умышленно, если я - программа, пытался сделать что-то плохое другой программе то,

операционная система старается держать их отдельно. Так, операционная система

действительно первое, что выполняется, когда включается ваш компьютер. Так это то, что будет

помещено в его первые окна, и, возможно, покажет вам, что на жестком диске. И затем,

отсюда, вы можете сделать двойной щелчок, или сделать что-то ещё, и операционная система

запустит эти программы для вас. Так что же действительно вы

видите, когда вы включаете свой лэптоп. Цифровая камера, это, вы не думаете о ней

обязательно как о компьютере, но это действительно он. когда цифровая камера

включается впервые, там, вероятно, есть пара программ. Там, возможно, программа, которая

получает снимки, и программа, которая позволяет вам просматривать снимки, которые

вы уже сделали. И так, когда камера впервые включается, там есть немного

административных, вроде получения, получения, программ работающих чтобы показать вам

интерфейс, и тогда это просто позволяет вам действовать. И последняя вещь здесь,

это термины boot (загрузка) и reboot (перезагрузка), я всегда считаю, что это

вроде забавно. Откуда это пришло? И я, ссылаюсь на что-то вроде

проблемы куриного яйца, аналогично, хорошо, когда компьютер впервые включен, когда он впервые

запускается, как это. Как получается его самоорганизация? Как начинает

работать программа? И эта терминология, как ни странно пришла из старой шутки,

о том, что если вы хотите перейти через забор, вы должны просто наклониться к

к петелькам на заднике ваших ботинок, и дернуть вверх, и просто как бы поднять себя над забором в этом

направлении. Это очевидно смешно. Но оно, оно имеет такие же качества как,

хорошо подождите, что программа делает, что бы компьютер работал, для того, что бы включить компьютер, чтобы запускать

программы. Это как бы проблема курицы и яйца. Итак, чтобы это работало

аппаратное обеспечение, процессор, должен распознавать, что он был выключен,

и что он, он запущен. И так здесь специальная маленькая программа, которая

"зашита" в компьютер запускаться, в этот момент. И эта программа может, возможно,

проверять, проверять область аппаратного обеспечения, вы знаете, делать некоторые основные функции начала запуска.

И затем очень мило осматривает жесткий диск или флеш диск или что-либо

что содержит операционную систему. И затем может запустить операционную

систему и затем, затем компьютер может запускаться. Итак, вот почему это

называется загрузкой (boot up). Это связанно с этой старой идеей загрузки ремнём. И затем, что такое перезагрузка.

Итак перезагрузка значит просто, что мы хотим получить чистую программу, это ведёт к

выключению и свежему запуску. Всё правильно. Теперь вы знаете.