2024年10月21日 14:20

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 > - `存储器`（内存）保存数据和程序，是计算机运作的基础。
 > - `输入设备`和`输出设备`负责与外界的交互，确保用户能够输入信息并接收计算机的处理结果。
 >
-> 直到今天，即使硬件的发展日新月异，但是现代计算机的硬件理论基础还是《冯·诺依曼体系结构》。
+> 直到今天，虽然硬件的发展日新月异，但是现代计算机的硬件理论基础还是《冯·诺依曼体系结构》。
 
 ## 1.2 冯·诺依曼体系结构的瓶颈
 
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 > - ① 存储器越往上速度越快，但是价格越来越贵， 越往下速度越慢，但是价格越来越便宜。
 > - ② 正是由于计算机各个部件的速度不同，容量不同，价格不同，导致了计算机系统/编程中的各种问题以及相应的解决方案。
 
-* 正是由于 CPU、内存以及 IO 设备之间的速度差异，从而导致了计算机的性能瓶颈，即所谓的`“冯·诺依曼体系结构的瓶颈”`。
+* 正是由于 CPU、内存以及 I/O 设备之间的速度差异，从而导致了计算机的性能瓶颈，即所谓的`“冯·诺依曼体系结构的瓶颈”`。
 
 ![](./assets/5.svg)
 
-* 因为 CPU 的处理速度远远快于内存和 IO 设备，导致在等待数据处理和传输的时候，CPU 大部分处于空闲状态。就是这种显著的速度差异就导致了计算机的性能瓶颈，限制了整个计算机系统的效率。
+* 因为 CPU 的处理速度远远快于内存和 I/O 设备，导致在等待数据处理和传输的时候，CPU 大部分处于空闲状态。就是这种显著的速度差异就导致了计算机的性能瓶颈，限制了整个计算机系统的效率。
 
 > [!NOTE]
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 > * 对于硬件的这种显著的速度差异，我们程序员是无法解决的。
-> * 但是，为了平衡三者之间的速度鸿沟，我们可以通过引入`缓冲区`技术，来降低系统的 IO 次数，降低系统的开销。
+> * 但是，为了平衡三者之间的速度鸿沟，我们可以通过引入`缓冲区`技术，来降低系统的 I/O 次数，降低系统的开销。
 
 * 其实，在硬件上也是有`缓冲区`的，即：CPU 内部集成了缓存，将经常使用到的数据从内存中加载到缓存中。
 
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   * ③ `操作系统处理输入`：操作系统接收到`中断信号`后，立即获取键盘数据并处理。由于没有缓冲区，操作系统必须将数据立即传递给程序。
   * ④ `程序直接读取数据`：程序必须在键盘每次输入后立即读取数据，并且处理这个输入，不会有任何数据被暂存或积累。
 
+* 其对应的图示，如下所示：
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+![](./assets/8.png)
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 > [!NOTE]
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 > 如果没有缓冲区，键盘输入的数据将无法有效地被程序管理和处理，系统的工作效率会显著下降，具体影响体现在以下几个方面：
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 >   - **输入延迟**：程序必须实时处理每个键盘输入，用户输入数据的速度一旦超过程序的处理能力，可能导致输入延迟或丢失输入。
 >   - **无法处理复杂输入**：如果用户需要输入多个字符或进行复杂的输入操作（比如连续输入多个命令），程序可能难以一次性正确处理，因为它只能逐一处理每一个输入，而无法一次性获取多个输入进行批量处理。
 
-* 其对应的图示，如下所示：
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-![](./assets/8.png)
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-> [!IMPORTANT]
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-> 其实，C 语言中的 `printf` 函数和 `scanf` 函数，其内部就使用了缓冲区。
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-> * ① 当我们使用 `printf` 函数输出数据的时候，数据并不会立即就写出到输出设备（如：屏幕等）。而是先将其放置到 `stdout 缓冲区`中，然后在满足条件的时候，再从缓冲区中刷新到输出设备。
-> * ② 当我们使用 `scanf` 函数输入数据的时候，数据并不会立即就从输入设备中读取（如：键盘等）。而是先将其放置到 `stdin 缓冲区`中，然后在满足条件的时候，再从缓冲区中加载数据。
-
 ### 1.3.3 缓冲区的好处
 
-* 使用缓冲区的好处就是`减少了 I/O 操作的频率，降低了系统资源的消耗，提高了系统的性能，提升了用户的使用体验`。
+* 使用缓冲区的好处：`减少了 I/O 操作的频率，降低了系统资源的消耗，提高了系统的性能，提升了用户的使用体验`。
 
-### 1.3.4 缓冲区是如何提高 IO 操作的频率？
+### 1.3.4 缓冲区是如何提高 I/O 操作的频率？
 
 * 对于 C 语言中的 `printf` 函数和 scanf 函数，其功能如下：
   * `printf` 函数：将程序中的数据输出到外部设备（如：显示器）中。
   * `scanf` 函数：从外部设备（如：键盘）中读取数据到程序中。
-* 这些都是非常典型的 IO 操作，并且 IO 的过程效率也是很低的。除了硬件性能本身的差异外，IO  操作的复杂性也是非常重要的因素，每次 IO 操作都会带来一些固定的开销，如：
-  * ① 每次 IO 操作都需要设备初始化和响应等待。
-  * ② 操作系统管理 IO 请求，涉及中断处理和上下文切换，这些都消耗了大量时间。
-  * ③ 应用从用户态切换到内核态的系统调用也会带来额外的时间开销。（IO 操作普遍涉及系统调用）
+* 这些都是非常典型的 I/O 操作，并且 I/O 过程的效率也是很低的。除了硬件性能本身的差异外，I/O  操作的复杂性也是非常重要的因素，每次 I/O 操作都会带来一些固定的开销，如：
+  * ① 每次 I/O 操作都需要设备初始化和响应等待。
+  * ② 操作系统管理 I/O 请求，涉及中断处理和上下文切换，这些都消耗了大量时间。
+  * ③ 应用从用户态切换到内核态的系统调用也会带来额外的时间开销。（I/O 操作普遍涉及系统调用）
   * ④ ...
-* 如果每输入一个字符或每输出一个字符都需要进行一次完整的 IO 操作，那么这些固定的开销会迅速积累，进而导致系统的性格显著下降。
+* 如果每输入一个字符或每输出一个字符都需要进行一次完整的 I/O 操作，那么这些固定的开销会迅速积累，进而导致系统的性格显著下降。
 * 硬件层面的效率低下，我们没有办法通过软件层面的优化去解决。但对于这些大量的固定开销，我们可以通过`缓冲区`来进行效率优化。
 
 > [!IMPORTANT]
 >
-> * ① 缓冲区的主要目的是暂时存储数据，然后在适当的时机一次性进行大量的 IO 操作。
-> * ② 这样，多个小的 I/O 请求可以被组合成一个大的请求，有效地分摊了固定开销，并显著提高了总体性能。
+> * ① 缓冲区的主要目的是暂时存储数据，然后在适当的时机一次性进行大量的 I/O 操作。
+> * ② 这样，多个小的 I/O 请求可以被组合成一个大  I/O 的请求，有效地分摊了固定开销，并显著提高了总体性能。
 
-* 对于 `scanf` 函数而言，当用户通过键盘输入字符的时候，这些输入的字符首先被保存在 `stdin` 的缓冲区中，，`当满足某个触发条件后`，才传递给程序处理。这样就减少了总的 IO 次数，提高了效率。
+* 对于 `scanf` 函数而言，当用户通过键盘输入字符的时候，这些输入的字符首先被保存在 `stdin` 的缓冲区中，，`当满足某个触发条件后`，才传递给程序处理。这样就减少了总的 I/O 次数，提高了效率。
 * 对于 `printf` 函数而言，输出的内容首先会保存到 `stdout` 的缓冲区中，`当满足某个触发条件后`，这些内容会一次性写入并显示到屏幕，降低了与显示设备的交互频率。
 
 > [!NOTE]
 >
-> * ① 如果你还不能理解，就可以将 IO 操作想象是搬家。对于搬家而言，需要搬运东西的总量是固定的的，搬一趟的时间也是差不多的。我们当然希望：一次性搬得东西尽量多，搬运的次数尽量少，这样总耗时就少。
-> * ② 不使用缓冲区，就类似每次搬家只能手提一个东西，频繁的往返。而使用缓冲区，就好比我们使用一个小推车，可以一次性的搬运多个东西，极大的提高了效率。
+> * ① 如果你还不能理解，就可以将 I/O 操作，看做是搬家。对于搬家而言，需要搬运东西的总量是固定的，搬一趟的时间也是差不多的。我们当然希望：一次性搬的东西尽量多，搬运的次数尽量少，这样总耗时就少。
+> * ② 不使用缓冲区，就类似每次搬家只能手提一个东西，需要频繁的往返。而使用缓冲区，就好比我们使用一个小推车，可以一次性的搬运多个东西，极大的提高了效率。
 
 ### 1.3.5 缓冲区的分类
 
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 * 之前，我们经常会在代码中，会加入以下的代码，其实就是为了让行缓冲变为无缓冲，如下所示：
 
 ```c {6}
-#include <stdio.h>
+#include <stdI/O.h>
 
 int main() {
 
@@ -228,7 +221,7 @@ int main() {
 
 > [!NOTE]
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-> * ① setbuf 是 C 语言标准库中的一个函数，用于设置文件流的缓冲区。它允许程序员控制 IO 操作的缓冲行为，从而影响文件流（如 `stdin`、`stdout` 或文件指针 `FILE *` 类型）的效率和顺序。
+> * ① setbuf 是 C 语言标准库中的一个函数，用于设置文件流的缓冲区。它允许程序员控制 I/O 操作的缓冲行为，从而影响文件流（如 `stdin`、`stdout` 或文件指针 `FILE *` 类型）的效率和顺序。
 > * ② 其定义，如下所示：
 >
 > ```c
@@ -238,7 +231,7 @@ int main() {
 > */
 > void setbuf(FILE *stream, char *buf);
 > ```
-> * ③ 不同的编译器和开发环境可能会对输出缓冲进行特殊设置，尤其是在调试模式下，以便提供更好的调试体验，例如：微软的 MSVC 在 debug 模式下，即使没有换行符，printf 函数的输出通常也会立即显示在控制台上。这种行为是为了帮助程序员更有效地调试程序，即时看到他们的输出，而不需要固定等待缓冲区刷新条件。但是，遗憾的是，GCC 在 debug 模式中，并没有这么做！！！
+> * ③ 不同的编译器和开发环境可能会对输出缓冲进行特殊设置，尤其是在调试模式下，以便提供更好的调试体验，例如：微软的 MSVC 在 debug 模式下，即使没有换行符，printf 函数的输出通常也会立即显示在控制台上。这种行为是为了帮助程序员更有效地调试程序，即时看到他们的输出，而不需要等待缓冲区刷新条件。但是，遗憾的是，GCC 在 debug 模式中，并没有这么做！！！
 
 > [!IMPORTANT]
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