机器数和真值

机器数：一个数在计算机中的二进制表示形式，叫做这个数的机器数。

机器数是带符号的，在计算机中用一个数的最高位存放符号，正数为0，负数为1；

比如：十进制数+3，就是00000000000000000000000000000011；十进制数-3，就是10000000000000000000000000000011；（int值占4字节）；这个例子只是整型数，浮点数有其他表达方式。

真值：真正的数学意义上的数值。因为机器数第一位是符号位，所以机器数的形式就不等于真正的数值。

补码

按照上面的机器数的表示方法有一个问题，第一位用作符号位的话，这个数的表示范围会变小。所以计算机中存储用的并不是机器数，而是补码。

无符号数的编码

用一个函数（Binary to Unsigned的缩写，长度为w）来表示：

eg:

有符号数的补码

用一个函数（Binary to Two`s-complement的缩写，长度为w）来表示：

eg:

补码数值范围

需要注意，无符号数中0xFFFFFFFF是最大值，但有符号数中这个值代表-1；还要注意有符号数中的最小值是0x80000000;

字节序（Byte Ordering）

以32位机器为例，一个字有32bits字长，占用4bytes，在内存中有以下两个存放方式：

1. 大端法（Big Endian）:大多数IBM机器、Internet传输；

2. 小端法（Little Endian）:Inter兼容机

个人机器基本上都是小端表示法。

补码的意义

  我们在设计软件系统时总是希望软件系统尽可能的简单通用。于是人们希望在只有加法运算器的情况下设计一种方法能实现减法运算。

  以时间为例：表盘一圈12个小时，现在是8点，那么3小时前是5点，9小时以后还是5点(8+9-12)，这里进行的是模12的操作。所以8-3和8+9的结果是一样的；我们就可以用9来表示-3，如果想计算8-3，那么就用加法器计算8+9；

  当然单纯的这么想是有问题的，以时间为例我们可以得到一个对照表，遇见12就清零：

• 5-3 ==> (5+9)%12=2
• 3-5 ==> (3+7)%12 = 10 ==>-2

  我们计算3-5的时候，得到的值是10，我们可以在对照表中得到10对应的值是-2，但我们计算5-3的时候，得到的值是2，我们却不需要找对应的值。计算机如何区分什么时候要找对应的值，什么时候不需要呢？

  可以对表进行一些修改：

• 5-3 ==> (5+9)%12=2 ==>2
• 3-5 ==> (3+7)%12 = 10 ==>-2

  表格修改后，每次计算完都在表格中进行对照，这样操作统一，得到的值也是正确的了。其实在计算机内部，补码的用处就是构造这张映射表的。

git安装

git手册提供了完整的安装步骤。

安装成功后，命令行输入git命令可以检查是否安装成功：

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#查看git版本
git --version 

最小配置

使用git之前需要配置user.name和user.email，可以方便绑定每次操作的用户信息。

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$ git config --global user.name 'your_name'
$ git config --global user.email 'your_email@domain.com'

上面的'--global'是git的作用域，git一共有三个作用域：

• --local :只对某个仓库有效
• --global ：对当前用户的所有仓库有效
• --system ：对系统的所有登录用户有效

显示config的配置，可以加--list：

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$ git config --list --local
$ git config --list --global
$ git config --list --system

创建仓库并配置local用户信息

建立git仓库有两种使用场景：

第一种场景：把已经有的项目代码列入git管理

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$ cd 项目代码目录
$ git init

第二种场景：新建的项目直接用git管理：

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$ cd 某个目录
$ git init your_project  #会在当前路径下创建和项目名称同名的文件夹
$ cd your_project

以第二种方式为例，执行完命令后，会在目录下生成一个'.git'的隐藏目录。

如果此时在这个目录下配置local的用户名和邮箱，且和global配置的不同，那么在这个仓库中执行的操作会以local配置为准生效。

工作区和暂存区

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$ git add files  #把工作目录中的内容添加暂存区

$ git commit     #把暂存区中的内容添加到正式版本历史

git标准的操作是每次在工作目录中修改的文件，都先添加入暂存区。为了某个功能而做的修改都添加入暂存区后，可以统一把这批文件commit到git版本库中。

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$ git reset --hard
#这个命令可以重置暂存区，轻易不要使用

$ git status #查看工作目录修改状态

如果想要在git中修改某个文件的文件名，可以有两种方式：

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# 方式1：工作目录中修改文件名，然后重新add、commit
$ mv old new   #修改文件名
$ git add new
$ git commit

# 方式2：直接调用git命令
$ git mv old new
$ git commit 

查看版本历史和分支

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# 查看每次提交的细节
$ git log

# 只查看提交备注
$ git log --oneline

# 只查看最近的某几次提交
$ git log -n2 --oneline  #只查看2次

# 查看本地有多少分支
$ git branch -v

# 查看所有分支的提交记录
$ git log --all

# 图形化查看所有分支的提交记录
$ git log --all --graph

对于Windows用户来说，可能更习惯图形化操作，可以使用git自带的图形化工具：

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$ gitk  # 打开图形化界面

".git"目录

新建仓库后，工作目录下会生成一个隐藏的".git"目录，这里面就是git最核心的内容。

常用的文件如下：

• HEAD文件：记录当前工作在哪个分支上；
• config文件：当前工作目录的一些配置，比如user.name和user.email；
• refs/heads目录：各个分支指向的提交hash；
• refs/tags目录：各个tag指向的提交hash；
• objects目录：存放文件和更改，内部的对象可以分为commit、tree和blob三种类型；这个是git版本管理的底层目录；

git文件类型（commit、tree和blob）

  数据存储是git的核心技术点；git的目标是项目管理，而项目管理中的文件变更很频繁，如果没有一个好的数据管理技术，git的存储信息会越来越大，性能会越来越差。所以设计一个良好的数据存储机制是很关键的。

  .git的object中就是git存储的核心目录，下面的文件共有三种类型：commit、tree和blob。

  上图是git官网文档的实例，每次执行commit操作都会创建一个commit对象出来；一个commit对应唯一一棵树，是这个commit的快照，存放所有的文件夹和文件；blob就是其中具体的文件；要注意每个blob和文件名毫无关系，在git中只要这个文件的内容相同，那对应的就是一个blob，这样可以大大减少存储代价。