程序员的基本功之我见

2018-02-10 本文已影响0人冯阿良

前言

各行有各行的基础知识，或曰基本功。例如，作为医生，需要知道人体各个器官、各个系统（呼吸系统、消化系统、免疫系统等）的作用，知道细胞、细菌、病毒等分别是什么，知道抗生素的种类、工作机理，等等——很难想象，缺乏这些基本知识的医生会如何诊断、开药。

而计算机领域中的概念的数量、概念间的关联等远复杂于人体，但缺乏类似于医学上的人体骨骼系统结构图、人体内脏器官结构分布图之类可以作为“地图”的东西。

本文尝试以一个普通操作——从开机开始到打开网页——作为主线，罗列出（我认为的）一个程序员所应该懂得（掌握？）的基础知识，希望可以帮你描绘出一张“地图”。

至于所罗列的每一点应该掌握到什么程度，都是很含糊的（就如很多人在简历中动不动就说掌握、精通一样），所以，本文中仅使用“了解”（或”知道“）和“懂得”。“了解”是指知道有这个东西，知道它大概是什么；而”懂得“，是指有使用过，且懂得一样东西的使用场景、适用范围。

零、概述

主线故事：

按下主机电源开关，等操作系统启动后，运行浏览器，输入网址并打开网页。

正文分两部分：

第一部分是以主线故事中各个概念出现的顺序进行罗列；
第二部分是跟主线故事关联度较低，主要是程序员关注的东西。

文中以Linux系统作为主体，使用Windows的读者，请自行映射。

一、基础部分

知道台式机电源（基本上）是ATX电源——只要插上插头就处于待命状态（电源有供电给主板）；
知道BIOS是什么，知道CMOS配置是什么；知道CMOS配置中有日期时间、设备启动顺序（硬盘、USB、光驱等）、VT-x打开与否等选项；
知道分区表（MBR、GPT）是什么，知道存在多种文件系统格式，知道各个分区可以有不同的文件系统格式；
知道操作系统（Operating System，以下简称OS）是如何启动一个可执行文件的——OS读取执行文件的文件头，创建一个进程（Process），将执行文件的一部分读入此进程的内存空间，然后从文件头指定的入口处开始执行；
知道进程、线程的概念和用途是什么，知道堆（Heap）和栈（Stack）是什么东西；
知道IP地址是什么，知道IPv4和IPv6中的地址范围定义以及其中私有地址的范围，知道DHCP是什么，知道OSI七层模型中各层的名称、作用；
知道TCP和UDP的区别和各自优缺点；
懂得如何分别使用TCP和UDP编写简单的聊天室（Chat Room）程序——套接字（Socket）编程；
知道域名（Domain Name）是什么，知道DNS是什么，知道DNS的分层解析工作过程；
知道HTTP协议的内容、工作流程，知道各种HTTP方法（Method，有GET、POST、PUT、DELETE等）的作用和使用场景，知道HTTP头字段（Header Fields）的概念以及常见的头字段的作用；
URL（Uniform Resource Locator）的组成部分以及作用，完整组成是： scheme:[//[user[:password]@]host[:port]][/path][?query][#fragment]
知道HTTPS的原理，知道什么是“中间人攻击”（MITM，Man-in-the-middle attack）；
懂得如何在Linux（可用VirtualBox + Ubuntu做实验）中安装Apache服务器；
懂得如何Apache中配置多个虚拟主机（Virtual Host），知道如何在自己机器上访问这个Apache服务器上的各个虚拟主机（提示：修改本地 /etc/hosts 文件 – 需root权限，见下文OS部分）；
知道HTML的基础语法，知道如何做一个简单的表单（Form）且用PHP接收并显示表单中用户填入的数据；
知道CSS（Cascading Style Sheets）是什么，知道如何通过CSS来讲网页中的所有链接（Link）的默认颜色有蓝色改为红色；
知道JavaScript的基本语法，懂得如何在网页中放置一个文本输入框和一个按钮，并实现“用户点击按钮时用Alert函数提示其文本框中的内容）；

二、扩展部分

这一部分该要描述了上述过程中会涉及到的一些一般用户不涉及的东西。

微机原理

知道CPU的基本概念，指令集、寄存器、赋值指令、寻址指令等
知道一个bit、byte分别是什么，能代码的值的范围
知道动态链接库（Windows中的DLL和Linux中的SO）的概念和作用。
知道虚拟内存的概念和作用。

网络知识

知道IPv4中有三段私有地址
知道DNS的作用，知道其分层请求工作方式，知道修改DNS配置可能需要24小时方能同步到全球范围
知道HTTPS的工作流程（详见：《HTTPS连接的前几毫秒发生了什么》），知道CA认证、根证书是什么

编程基础

知道C语言中各种值类型的字节数，以及取值范围
知道C语言源代码是如何变成可执行文件的，参考：《从源码到可执行程序》
知道C语言中结构体、指针分别是怎么一回事
知道if...else...，for在汇编语言级别是怎么对应的
知道Makefile的基本语法，参考：Linux 开发 | 学习 Makefile

三、结语

上述罗列的概念、术语只是计算机基础的一部分，还没有涉及到其它方面，如：编程语言（如Java、Python等）、软件工程、设计模式、架构模式、数据库、MVC等 —— 所以，立志当程序员的同学，请做好充分的心理准备。 :-)

当然，知识虽多，但只要有你掌握了上述基本功，心中有了那张“地图”，就可以较好地理解计算机领域的其余部分。