（本篇以科普为主，难度较大，帮你更好理解后续一些操作，看不懂或不感兴趣的部分篇章可以直接跳，不影响学习，同时假如有专业术语看不懂，可以尝试锻炼自己提取信息的习惯。）
商家为什么“骗人”
读者应该从小听过 这种换算。但是当你兴致冲冲买了 1 TB 固态后，发现电脑上显示 931 GB，一怒之下找人机客服反馈，人机客服只会阿巴阿巴，没关系，人机不告诉你的笔者告诉你，其实这是正常的，这是因为二者换算制度不一样。（所以给个个人建议，假如没有专门的售后客服就不要去找客服较劲了，Ta 懂的知识大概率和你差不多，放过客服也是放过自己，笔者也会在后续文章中书写解决办法。）
厂商换算时是使用十进制，即 ，而操作系统使用的是二进制，他们之间的换算倍率为 ，也就是读者熟知的 1024 的转化倍率（其实这种情况下对应的叫 GiB，只是显示时简化为 GB）。故读者所买的 1 TB 硬盘实际容量为 ，在传统操作系统中就会显示 。（懒狗 Windows 不愿意显示 i）
点击展开：关于存储单位的历史
早期计算机高度依赖二进制，因此单位转化采用接近十进制的 （1024），而且由于早期计算机硬盘空间较小，KB，MB级差别不大，因此无人在意。
随着个人电脑（PC）普及，硬盘容量从 MB 迈入 GB 级别。为了与内存计算方式保持一致，并沿用早期操作系统的软件管理习惯，Windows 等系统继续坚持 1024 的单位转换。但是硬盘厂商为了生产制造方便（毕竟物理世界并没有天然二进制属性），厂商严格遵循国际单位制。导致那段时间消费者买回家 100 GB 的硬盘，在 Windows 里显示只有约 93.1 GB，这种混乱引发了长期的‘缩水’质疑，甚至在 2000 年代初引发了针对硬盘厂商的多起消费者集体诉讼。
1998 年，为了解决这一混乱现象，国际电工委员会（IEC）正式批准了 IEC 60027-2 修正案。提出了二进制转化时的单位为 GiB 等，随后 IEEE（电气电子工程师学会），CIPM（国际计量委员会），ISO（国际标准化组织）先后跟进了这一标准。
现在 Apple 公司的 macOS 系统在显示文件和硬盘容量时，已全面转化为 1000 进制。大部分 Linux 发行版（如 Ubuntu）和开源软件严格遵守标准。如果系统显示二进制（1024 进位），会明确写出 GiB，反之写 GB。Windows 持续将错就错，以 GB 形式展示
（我说 Windows 纯懒狗有没有人懂得）
而大家的网速慢也是单位在作祟，拿笔者举例，笔者家中为三百兆宽带，那按照计算，下载速度应该是 300 MB/s 左右才对啊，为什么只有 35 MB/s 左右呢？这是因为三百兆宽带的单位并非 B（Byte，字节）而是一个普通用户不常接触的单位 b（bit，比特），他们之间换算比例为 1:8，所以真实网速就是 左右。读者以后买的时候应该就大概心里有数了。1
电脑操作系统
我们之前把 CPU 比作大将军，但大将军并不是想干嘛就干嘛的。真正发布最高指令、统筹全局的，是操作系统（OS），也就是这间军营里的总指挥部。
操作系统作用主要包括：
- 管理 CPU 时间
- 分配内存空间
- 读写硬盘、收发网络数据
- 给你提供看得见摸得着的操作界面（桌面、文件夹、任务栏）
但是你有没有想过一个问题，为什么一个程序崩溃了，电脑不会跟着蓝屏？比如 Chrome 突然闪退，Windows 照样运行。
答案就是操作系统借助 CPU 硬件提供的特权隔离机制，将程序的运行环境严格划分为了两个区域，分别是用户态（前线）和内核态（指挥部）。
比如来一把紧张刺激的黑流树海时，游戏本身运行在低权限的用户态，它想渲染画面或播放声音，不能直接操控硬件，必须通过系统调用向运行在内核态的操作系统提交申请，由内核代为执行。这种硬件隔离确保了哪怕游戏卡死闪退，操作系统依然稳如泰山，不会动辄蓝屏。
由此也能明白，用户态特点是权限极其有限，彼此相互隔离，所以会安全稳定，一个程序崩溃了不影响另外一个程序。内核态特点是权限至高无上！天下无敌（但是待会会天外来敌）。同时用户态和内核态等级分明，用户态想要动硬件就要申请。
点击展开：CPU 特权级别说明
Intel x86 CPU 设计了 Ring 0、1、2、3 四个特权级别，数字越小权限越高：
级别 名字 谁来用 作用 Ring 0 内核态 操作系统内核 执行所有指令，访问所有硬件 Ring 1、2 基本废弃 没人用 当年设计给底层驱动用的，后来发现要么性能差要么不安全，直接没人搭理 Ring 3 用户态 普通应用程序 只能执行基本指令，碰硬件直接触发“非法操作”异常 当用户态程序需要操作硬件时，它会执行一条特殊的指令（比如
syscall或int 0x80），CPU 自动从 Ring 3 切换到 Ring 0，执行完内核代码后再切回来。相当于士兵按下一个紧急按钮，指挥部必须立刻响应。关于 Ring -1（天外来敌）： 前面我们讲 Ring 0 是操作系统内核的地盘。但如果一台电脑上要同时跑多个操作系统（比如你开着虚拟机，或者开启了 Windows 的 WSL2/Sandbox），谁来管理这些 OS？ 答案就是 Intel 和 AMD 在 CPU 里增加的硬件虚拟化扩展，大家通俗地称之为 Ring -1（硬件虚拟化层）。 它可以看作是最高统帅部上面的监军，虚拟机监视器。这个“监军”运行在 Ring -1，负责给各个虚拟机划分 CPU 与内存边界，防止某个虚拟机里的内核（Ring 0）去偷看或破坏另一个虚拟机的数据。 有些维新派破解组就会在这一层入手破解 D 加密，但是老一辈破解组依然在坚持手搓）
假如你看完觉得非常爽，认为笔者写的无法满足你的求知欲，请自行阅读点击访问知乎文章
电脑工作流程
（本章难度稍高，但读完后你会更理解电脑吧） 相信很多读者都有过这种体验：按一下电源键，然后去倒杯水，回来电脑已经到登录界面了。整个过程行云流水，但你有没有想过——这短短十几秒里，你的电脑内部到底发生了什么？
硬件复位与 UEFI 接手
你以为关机就是彻底断电？其实主板上的 Super I/O（或南桥/PCH）芯片一直在低压待命。按下电源瞬间，它给电源发送 PS_ON 信号，相当于说“开始供电”，随后电源开始工作，把 220V 交流电转成 +12V、+5V、+3.3V 的直流电，输送给主板、CPU、显卡、硬盘。
电压稳定后，主板时钟发生器输出基准时钟。（简单来说可以理解成赛龙舟时候的那个鼓，没有了它，会变得特别乱，起到一个指挥的作用） 主板给 CPU 发送复位信号将寄存器清零后，CPU 的程序计数器（PC）会被强制指向硬编码地址 0xFFFFFFF0。由于这里只有区区 16 字节空间，里面只装得下一条跳转指令，直接引导 CPU 跳入 BIOS/UEFI 固件真正的起始位置。
随后 UEFI 开始疯狂执行 POST（加电自检），对 CPU、内存、显卡等关键硬件进行初始化与读写测试。如果卡在 DRAM 灯不动，通常就是 POST 没过，可以用橡皮擦擦内存金手指。自检通过并分配好 PCIe/SATA 控制器的中断号与 I/O 接口资源后，显卡被激活，屏幕上就会亮起华硕败家之眼或联想小红点，下面还有一行小字：“Press DEL to enter Setup”。（也有可能不是 DEL ，由主板型号决定。）
除了加电自检没通过，电脑各种奇奇怪怪的毛病，如用着用着突然卡一下，画面动不了。都可以试试擦内存条金手指，能解决 90% 的问题。
引导程序与内核搬运
UEFI 完成硬件激活后，会根据 U 盘/光盘，硬盘，网络的顺序去寻找操作系统，随后读取主板 NVRAM 里的启动项，精准锁定硬盘 ESP 分区中的引导程序（如 Windows 的 bootmgfw.efi 或 Linux 的 GRUB）。
引导程序的核心任务就是把硬盘里的操作系统内核（如 ntoskrnl.exe）搬运到物理内存中。它会解析内核文件的 PE/ELF 格式，将代码段与数据段精准放入对应的内存地址，配置好初始启动参数后，直接执行跳转指令将 CPU 控制权交给内核。（装双系统时看到的系统选择菜单，就是 GRUB 这类引导程序提供的）
转交给内核时发生了什么？
- 从硬盘读取内核文件到内存中
- 解析内核文件格式（PE 或 ELF）
- 把内核中需要用到的数据段、代码段放到正确的内存地址
- 设置好必要的启动参数，比如系统根目录在哪、使用哪个显示驱动等
- 跳转到内核入口地址，把控制权交给内核
内核初始化与拉起 UI
内核接管系统后，会在数百毫秒内完成中断表与内存页表的重建，并拉起后台的守护进程与系统服务（如网络管理、防火墙）。最后，系统会启动图形界面绘制程序——在 Windows 上就是 explorer.exe。你看到的任务栏、桌面图标与壁纸，本质上全都是 explorer.exe 画出来的。至此，鼠标可动，网络连通，整个开机接力彻底完成。从这一刻起，你的鼠标可以动了，壁纸出现了，右下角的网络图标连上了。
恭喜你，整个开机流程走完了。嘻嘻
为什么重启电脑能解决 90% 的问题？
电脑运行久了，软件可能会产生临时死锁（A 等 B，B 等 A，双方僵持不下）或内存泄漏（程序申请了内存却不归还，系统”已分配列表”越记越长）。
重启的原理根本不是什么”切断供电、让 RAM 物理清零”，那是错误的认知。真正起作用的是两个方面：
硬件层面：按下‘重启’时，主板会给 CPU 发送一个复位信号，CPU 内部的主要通用寄存器被清空，程序计数器（PC）被强制重置到固定的初始地址。CPU 瞬间失忆，不再记得之前错综复杂的等待链。 软件层面：操作系统重启时，旧内核及其所有进程上下文被彻底销毁。当新内核重新加载时，它会从零开始重建一套干净的中断表、句柄表与内存页表，之前乱成一锅粥的调度队列、信号量、死锁和泄漏内存随旧会话一同消亡，系统重新恢复到最纯净的状态。
附加一个冷知识：
Win10 / Win11 默认的”关机”，由于启用了”快速启动”，其实会把内核会话休眠保存到硬盘，下次开机直接恢复，连死锁状态都可能被”记忆”下来。（所以固态硬盘用户建议关闭）
而重启才是真正的彻底重置——它完全销毁内核会话，所有驱动和内核模块从头加载。电脑卡顿时点”重启”，比点”关机再开机”更管用。
驱动程序——硬件与系统的桥梁
新接触电脑的读者大概率会跟着教程下载各种驱动软件，显卡驱动，网卡驱动，声卡驱动等，大家有没有过这种疑惑，为什么电脑要下载驱动，手机不用？商家不能直接帮我下载完吗？2本篇就是来解决这些困惑的。
首先，在先前我们介绍了操作系统和硬件，但是这么多种硬件，有人用 A 卡，有人用 N 卡，有人用 I 卡，甚至有人用摩尔线程显卡，还有各种声卡网卡，操作系统怎么可能一个一个适配？所以硬件厂商要自己做适配，就有了驱动，也就是把操作指令的话翻译成硬件听得懂的指令。3
由于驱动软件大多运行在内核态，也就是先前介绍的 Ring 0，所以一旦驱动软件崩溃了也会导致电脑崩溃，蓝屏等问题。
有些人可能会有疑问，这和先前介绍的固件是一个东西吗？完全不是，固件是指烧录在硬件内部的代码，类似 BIOS。而驱动本质上还是软件，运行在 CPU 上。而且驱动和配套控制软件不是一回事，你看到的鼠标灯效调节软件这种，都只是在用户态（Ring 3）运行的软件而已，卸载了不会导致驱动消失。（但显卡不一样，别作死去删显卡驱动控制器）
由于驱动运行在权限极高的内核态，新驱动一旦存在未测试出的 Bug，极易引发系统崩溃。所以说不要和用手机一样的操作习惯，有版本更新直接更新（手机系统也是，保不齐就是负优化，发烫严重，续航狂掉），所以电脑显卡驱动的更新，笔者建议：没坏就不更新，除非你用出问题了，卸载时请使用 DDU 等专业卸载工具（05 软件推荐 > 驱动卸载中会详细展开，只针对显卡驱动）
显卡驱动请务必上官网下载，不要使用 “驱动大师” 等软件。
关于手机驱动的小科普
可能有读者会疑惑了，手机怎么就不用这么麻烦？难道手机不需要驱动？恰恰相反，手机也高度依赖驱动，只是厂商帮你装好了。
那为什么电脑就这么麻烦？这是因为二者逻辑不一样，手机是一切都帮你配好了，配件不能随便换，电脑就不一样了，他的高自由度导致他不得不这么操作。
所以想学电脑的读者朋友们不能把手机那一套 “衣来伸手饭来张口” 的思路带到电脑上，电脑是很复杂的，这也是本章想要向读者们传递的观点之一。
文件系统存储逻辑
（非常有用）
先前将硬盘比作了仓库，但仓库那么大，放文件是简单的，丢进去就行了，但是这么干的话，找文件就痛苦了，所以无论是什么操作系统，都有自己存储文件的逻辑。在这里主要讲清楚两个逻辑，分别是分区表（如何划分仓库地盘）和文件系统（怎么存文件）
分区表：
分区表主要有两种，MBR 和 GPT。
MBR：旧时代的产物了，1983 年诞生的老标准，使用 32 位寻址，最大只支持 2TB 容量（买 4TB 硬盘用 MBR 会直接识别不出剩下的 2TB），最多只能创建 4 个主分区，分区表全盘只有头部一份，损坏了整个硬盘分区就失效。
GPT：现代 UEFI 时代的产物，最大支持 18 EB 的容量（1 EB = 1024 PB，1 PB = 1024 TB）普通用户肯定是用不完了，支持 128 个主分区，在硬盘头部和尾部各存一份分区表，自带备份修复功能。而且 Windows 11 强制要求 GPT 分区表，不然无法使用 UEFI 启动。所以读者现在也很难看到 MBR 了。
文件系统：
假如你买回一块 U 盘，插入 Mac 电脑中，发现可以看到有什么文件却无法写入，这是怎么回事？这就是文件系统的原因，文件系统决定了这块独立分区怎么存放文件规则，也就是分区后的事。
| 文件系统 | 单文件大小限制 | 跨平台兼容性 | 核心优缺点 | 最佳适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| NTFS | 几乎无限制 (理论 8 PB) | • Windows 完美读写 • Mac 默认仅可读 • Linux 支持读写 | 优点：支持权限管理与日志恢复，断电不丢文件 缺点：跨平台兼容性差 | 电脑内置硬盘 (C盘 / D盘必选) |
| exFAT | 几乎无限制 (理论 16 EB) | • Win / Mac / Linux 原生通吃 • 手机 / 平板完美支持 | 优点：跨平台无缝读写，全能王 缺点：缺乏高级日志，强行拔出易丢文件 | U盘、移动硬盘 (跨平台传文件首选) |
| FAT32 | 最高 4 GB (致命短板) | • 恐怖级全设备兼容 • 新老设备全部通吃 | 优点：兼容性无敌 缺点：放不下 4K 电影或大型游戏安装包 | 老式车载音响和主板刷 BIOS 专用 U 盘 |
| ext4 | 几乎无限制 (最大 16 TB) | • Linux 原生支持 • Win / Mac 默认无法识别 | 优点：极度稳定高效 缺点：离开 Linux 生态无法直接打开 | NAS 私人云盘和Linux 系统盘 |
| APFS | 几乎无限制 | • Mac / iOS 原生支持 • Win / Linux 默认无法识别 | 优点：针对 SSD 优化，支持秒级快照 缺点：苹果全家桶独占 | Mac 电脑内置固态硬盘以及iPhone / iPad |
常见误区：
- 格式化不等于重新分区：格式化只是把某个分区里的账本和货物清空、重写文件系统（比如把 D 盘从 NTFS 改成 exFAT），它完全不会改变整块硬盘是 MBR 还是 GPT。
- U 盘放不下大电影不是盘坏了：新买的 U 盘出厂往往默认格式化为 FAT32。当写入超过 4 GB 的单文件时，系统会提示“文件过大无法复制”。此时只需右键 U 盘选择格式化，将文件系统手动切换为 exFAT 即可解决。
- 盘符（C: / D: / E:）是 Windows 独有的概念，且只保存在你当前的这台电脑系统里。这只是 Windows 操作系统为了方便管理，给各个分区临时发的座号。所以盘符并不保存在硬盘上。如果你把电脑里的 D 盘拆下来，插到朋友的电脑上，朋友的系统可能会把它识别为 E 盘或者 F 盘，如果你在这台电脑里装了双系统，在系统 A 里的 D 盘，到了系统 B 里可能就变成了 E 盘。在重装系统时务必注意不要直接格式化 C 盘，因为这可能是你的 D 盘。
（笔者有一次就这么失去了我的 600 GB 游戏）
站长怎么这么坏，给我看乱码
大家有没有过这样的经历，点开一个文本文件，全是看不懂的乱码，发布者怎么这么坏啊！（小小笔者曾在众多魅魔广告中艰难点进小说，结果全是锟斤拷�，小小读者当时很绝望）别急，这不是发布者的问题，这是编码方式不同导致的，本章来简单讲解一下原因，至于具体的编码原理不阐述，感兴趣者可以自行学习。
下图展示的便是原文和乱码。
世界上有许多的字符，比如杂鱼，Zako，Ciao，馬鹿，Слабак，但是这些计算机都不认识，计算机的世界里，只有 0 和 1。为了让计算机显示字符，将字符转化为二进制编码，就叫字符编码，在中国常见的编码类型是 UTF-8，ANSI，GB2312，GB18030 等。（在简体中文 Windows 中，ANSI 实际上就是 GBK / GB2312。因为 ANSI 本身并不是一种具体编码，而是 Windows 系统对本地默认编码的统称）
这些编码的具体转化方式非常复杂，不详细讲解。乱码形成原因就是不同编码规则会将同一个二进制串对应不同字符，比如在 GB2312 编码中的“安”对应的二进制是10110000 10110010，而这串二进制在 UTF-8 中是无效字符。可能会显示为�
所以当你打开 txt 文件时，看到乱码时不要慌张，尝试更换一种编码方式就行了，或者使用更加智能的工具，如 Notepad3（详见05 软件推荐 > 记事本替代）
C 盘的脸红胜过世间一切情话
老大老大，我的 C 盘怎么突然红红的，本章就来解释这个问题喵。（卡拉比丘真是太好玩了，我的 ID 是安巢鸟，欢迎加好友一起玩喵）
这是因为哪怕你把一切软件安装在 D 盘（安装时将最前面的 C: 换成 D: 就行了）软件依旧会在 C 盘创建两个文件夹，分别是 AppData 和 Temp，分别用来存放你的登录状态、软件皮肤、游戏存档、聊天记录和各种临时文件，所以假如可以，安装一个软件后请修改临时文件存储位置，若无必要，开机自启动也请关闭。
那么 C 盘红了有什么危害呢？主要有三点：
- 系统卡顿：虚拟内存（页面文件）无法正常写入，导致应用响应缓慢、程序无故崩溃。这也是为什么有人觉得电脑越用越卡的原因之一
- 开机崩溃或黑屏：系统缺乏必要的运行缓存和临时空间，可能导致无法进入桌面。
- 软件报错闪退：聊天记录、浏览器缓存和临时文件保存失败，甚至微信/钉钉等软件会直接闪退或无法接收文件。所以务必务必把这种软件存储位置修改为非 C 盘
还记得之前讲的分盘吗，新机到手到底要不要分盘啊？假如你是机械硬盘，分盘是必要的，因为外圈快内圈慢，且重装系统要格式化，流行分 C/D/E/F 四五个区。但是固态的话，分盘其实没啥实际作用，不影响速度，但是分盘可以便于你管理文件。（但是 C 盘最好预留 150 ~ 200 GB）笔者个人习惯是 D 盘装游戏，下载动漫，存放软件，E 盘以生产力和文件资料存储为主，F 盘放 AI 相关（笔者会偶尔玩玩本地部署 AI）和网盘资料等。
物理接口与传输协议防坑
显示器买回来大概率是有很多条线，那么他们有何区别呢？这一章就是解决这个问题。
先说一些题外话，假如你买回来电脑插显示器不亮，请优先检查有没有插错，假如是无核显 CPU，不能插在主板的 I/O 接口上，务必插在独立显卡接口上，哪怕是有核显的 CPU，只要买了独立显卡就插在独立显卡接口上！
常见的物理接口有 HDMI 和 DP，前者是电视、投影、游戏主机（PS/Xbox）标配。早期 2.0 只支持 4K 60Hz，2.1 虽强但 PC 端兼容性略繁琐。后者原生支持高刷新率（2K 240Hz / 4K 144Hz），带宽利用率高。买了高刷显示器，优先插 DP 线。
USB接口其实个人感觉不用特别在意，如上图所示，笔者也是乱插的，但由于有些特殊用途需要接入指定接口，故在此科普。（颜色仅供参考，并不一定完全正确）
| 颜色 | 常见代际 | 理论速度 | 用途建议 |
|---|---|---|---|
| 黑色 / 白色 | USB 2.0 | 480 Mbps 左右（约 40-60 MB/s） | 插键盘、鼠标、打印机。别插移动硬盘拷大文件。 |
| 蓝色 | USB 3.0 / 3.2 Gen 1/2 | 5~10 Gbps（约 500-1000 MB/s） | 主力数据口，插固态 U 盘、移动硬盘。 |
| 红色 / 橙色 / 青绿 | 超高速 / 关机充电口 | 10~20 Gbps 或支持大电流 | 一般是特殊功能口，速度快或能给手机快充。 |
| Type-C | 形状不代表速度！ | 可能是 USB 2.0（慢充），也可能是雷电 4（40Gbps） | 笔记本带闪电标志的是天花板（外接显卡坞）。普通手机送的 C 口线大多仅 USB 2.0，传数据极慢 |
要注意的是，Type-C 是物理接口（形状），USB 3.2 / 雷电 4 才是传输协议（速度）。就像跑车和普通货车都能走同一种高速公路一样，长得一样的 Type-C 口，里面的传输速度可能差了几十倍。
还有高速度移动硬盘或固态 U 盘，请务必插在机箱后面的主板 I/O 接口上。机箱前面的 USB 接口是通过内部延长线连接的，容易出现供电不足、掉盘或降速。
网络基础与 IP 原理——电脑怎么上网
互联网的发明让万物互联，但是你真的明白你的电脑如何上网吗？ 本章从几个基本概念入手讲解这个问题。
IP地址：
假如你在一个巨大的军营中送装备。而且每个宿舍都没有门牌号，你根本不知道该把装备送到哪里。
互联网也是一样的道理。每台联网的设备，如手机、电脑、路由器、智能电视，都需要一个唯一的门牌号来标识自己，这个门牌号就是 IP 地址。
IP地址的全称是“互联网协议地址”。它的核心作用就两个：
- 身份标识：告诉别人“我是谁”
- 位置寻址：告诉别人“我在哪”
好比送装备时，包裹上要写清楚寄件人和收件人的地址，数据在网络中传输时，也必须依靠 IP 地址来识别发送方和接收方。
IP 地址又有协议的迭代和地址的分类。
其中，协议迭代就是指 IPv4 和 IPv6。
IPv4 是 1983 年在互联网前身 ARPANET 上首次部署的。它由 32 位二进制数组成，为了方便人类记忆，通常写成四段数字，用点隔开，比如 192.168.1.1。
理论上，IPv4 可以提供约 43 亿个地址（2³²）。听起来很多对吧？但现实是：全球联网设备早就远远超过 43 亿了。而且负责欧洲、中东等地 IP 地址分配的机构已经在 2019 年 11 月 25 日宣布 IPv4 地址全部耗尽。
为了从根本上解决 IPv4 地址不够用的问题，人们设计了 IPv6。
IPv6 由 128 位二进制数组成，地址数量是 2¹²⁸ ，这个数字大到什么程度？足以给地球上每一粒沙子都分配一个专属IP地址。IPv6 的地址写起来长这样：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
明显比 IPv4 长了很多对吧，这也导致了他有极多的地址，除此之外，IPv6 还有传输更快、更安全等优势。现在很多 APP 的欢迎页底部都会标注“已支持 IPv6”。
而 IP 地址分类包含公网 IP 和私有 IP。
公网 IP 是全球唯一的，可以直接在互联网上通信。你可以把它理解为你家在全国范围内唯一的地址——通过这个地址，全世界任何地方的人都能找到你。
但公网 IP 是稀缺资源，不可能给每个设备都分配一个。那怎么办呢？所以就有了私有 IP，它只在局域网内部使用，比如你家路由器分配给手机、电脑的 IP 地址。常见的私有 IP 网段有：192.168.x.x、10.x.x.x、172.16.x.x。
用比喻来理解的话
- 公网 IP ： 你所在的小区名字（全世界唯一）
- 私有 IP ： 小区内部的楼栋号+房间号（每个小区自己编号）
你家的路由器有一个公网 IP（面向互联网），然后给家里每台设备分配一个私有 IP（面向局域网）。所有设备通过路由器这个纽带共享同一个公网 IP 上网。
DNS：
好了，现在你知道 IP 地址是门牌号了。但问题来了，你能记住百度服务器的 IP 地址吗？
大部分人都记不住。但所有人都能记住 www.baidu.com 这个域名。
DNS（域名系统）就是帮域名和 IP 地址做匹配的工具。它就像互联网的函数，你输入一个好记的名字（域名），它输出这个名字对应的号码（IP 地址）。
整个过程大致是这样的：
- 你在浏览器输入
www.baidu.com - 电脑先查本地有没有缓存记录
- 如果没有，去问本地DNS服务器
- 本地DNS服务器层层往上查（根DNS → 顶级域DNS → 权威DNS）
- 最后返回百度服务器的IP地址
- 浏览器拿着这个IP地址去访问百度
如果 DNS 服务器出问题了，就会出现明明有网但网页打不开的情况。但这种情况并不常见，若真的出现了，可以尝试在网络设置中将首选DNS改为 114.114.114.114。（好臭啊（悲））
路由器：
路由器是家庭网络的中心。它的本质是一个网络转发设备，把互联网的信号转发给家里的各种设备，同时也把家里设备的信号转发到互联网上。
路由器主要由处理器、内存、闪存、无线网卡、天线五部分组成：
- 处理器：路由器的核心，决定能同时带多少设备
- 内存：临时存储正在处理的网络数据
- 闪存：存储路由器的操作系统和配置文件
- 无线网卡：把数字信号转换成WiFi信号发射出去
- 天线：放大信号，决定覆盖范围
WiFi 信号本质上是电磁波，和你平时听的广播、看的电视信号是一样的东西，只是频率不同。现在的路由器主要用两个频段（其实还有 6 GHz，但在此处不细讲）：
- 2.4 GHz：穿墙好、覆盖广，但速度慢、干扰多（蓝牙、微波炉都用这个频段）
- 5 GHz：速度快、干扰少，但穿墙差、覆盖小
现在大多数路由器都是双频路由器，同时支持两个频段，你可以根据需求选择。隔得墙比较多就选 2.4 GHz，离得近就选 5 GHz。
数据包的奇妙冒险：
把上面所有知识串起来，一次完整的上网过程是这样的：
- 你输入域名：在浏览器输入
www.baidu.com - DNS解析：电脑去问DNS服务器：“
www.baidu.com的IP地址是多少？”DNS返回一串数字，比如110.242.68.66 - 数据打包：电脑把你要访问的请求打包成“数据包”，写上源 IP（你的 IP）和目的 IP（百度服务器的 IP）
- 交给网关：你的私有IP不能直接上互联网，数据包先交给默认网关（也就是你家路由器）
- 路由器转发：路由器查看数据包的目的 IP，通过路由表决定走哪条路最快
- 经过层层转发：数据包在互联网上经过多个路由器的接力转发，最终到达百度服务器
- 百度响应：百度服务器处理完请求，把网页数据打包，按原路返回给你
- 浏览器渲染：你的浏览器收到数据，解析、渲染，最终显示出百度首页
整个过程在几百毫秒内完成，非常快。（至于有些人比较好奇的梯子，就是在中间 2～5 步中间做了手脚，好奇者可以观看网络小白视频）
为什么 NAT 技术让一个公网 IP 能带全家上网？
前面说了，公网 IP 很稀缺，不可能每个设备都有一个。那问题来了：你家十几台设备（手机、电脑、电视、平板）共用一个公网 IP ，互联网怎么知道哪个数据包该给谁？
答案是 NAT，也就是网络地址转换。
通俗来说，路由器维护了一张映射表，记录着内网每个设备在请求什么。
- 你的手机请求百度 → 路由器记下手机在请求百度
- 百度返回数据 → 路由器查表 → 哦，这是给手机的数据 → 转给手机
- 你电脑请求谷歌 → 路由器记下电脑在请求谷歌
- 谷歌返回数据 → 路由器查表 → 哦，这是给电脑的数据 → 转给电脑
NAT 还有一重作用：外部网络无法主动连接你内网的设备，因为路由器只转发“主动发出的请求”的返回数据。这相当于一道天然的防火墙。
作业：
自己试着回顾整章内容，看看能不能讲述一次开机流程和上网过程，以及能不能明白单位换算，操作系统，驱动程序等知识。但其实看到这应该也有点累了，不妨离开电脑休息一会喵。