读书笔记：《深入理解计算机系统》 之 第一章 计算机系统漫游

本文目录

0 本人学习资料

1 计算机硬件结构

2 计算机语言的演变史

3 计算机基本组件

4 缓存

5 几个重要概念

 

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这里推荐两个参考视频

一个是本书几位作者的讲课的视频  https://www.bilibili.com/video/av31289365

一个是coursera上南大袁春风教授开的相关课程 https://www.coursera.org/learn/jisuanji-xitong

就目前看过的第一章来说，我推荐先看袁春风教授的，讲的很细，从计算机系统的演变讲起。

而国外的那个视频第一讲，更像是大学的第一堂客，跟书上第一章讲的内容没有太大关联，更多的是导论以及CMU学生上这门课需要遵守的课规......

 

1 计算机硬件结构

现代计算机的硬件结构遵循着冯诺依曼体系结构，可以抽象为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。

 

2 计算机语言的演变史

计算机语言的发展史可以概括为机器语言，汇编语言，高级程序语言三个阶段。

机器语言只使用0和1来编写。

汇编语言则是对机器语言的一种增加人类可读性的简化语言。

一般现在软件程序员都是使用高级程序语言，高级程序语言会通过编译器转换为汇编语言再转换为机器语言执行。

 

3 计算机中基本组件

（1）总线

顾名思义，就是贯穿系统的一组电子管道。

（2）I/O 设备

即输入和输出的设备。

（3）主存

包含我们常说的内存（随机存取存储器，RAM）以及只读存储器（ROM）

（4）处理器

处理器（CPU）中有

GPRs：通用寄存器组

PC：程序计数器     

MAR：存储器地址寄存器

MDR：存储器数据寄存器

IR：指令寄存器

ALU：算术逻辑部件

 

4 缓存

计算机的处理过程可以简单地概括为，系统将信息不停地从一个地方挪到另一个地方进行存储和处理。

所以缓存就显得十分重要，现代的计算机系统的缓存存储层次结构如图。

最近正好在换内存条，用到了cpu-z这个工具，可以看到自己电脑处理器的缓存存储层级。

 

5 几个重要概念

（1） Amdahl定律

要想显著加速整个系统，必须提升全系统中相当大的部分的速度。

（2）并行与并发

计算机系统中的并发并不是字面上的并发，举例来说，在电脑上听音乐和阅读书籍，计算机看似是同时运行连个程序，其实计算机是通过不断地切换进程来实现的。

并行也不是指程序一起进行，而是对指通过并发使程序运行的更快。

（3）抽象

抽象是计算机科学中十分重要的一个概念。比如说API接口是程序的一种抽象，文件是对I/O设备的抽象，虚拟内存是对程序存储器的抽象，进程是对一个正在运行的程序的抽象，虚拟机是对整个计算机的抽象。

其实我个人觉得抽象不仅在计算机科学中很重要，在生活中也很重要。比如说这篇文章就是是对第一章内容的一个抽象（我个人感觉没有抽象好......）。生活中做一件事的时候，也可以抽象为几个步骤，然后一步步执行。

在平时的编程生活中，在面对一个业务的时候，也需要我们先理清头绪，把要做的事情抽象出几个步骤，然后发现业务不懂的时候就是问产品经理，技术不会的就先谷歌，然后再去编程会更高效。

 

题外话：

写一篇读书笔记真的好难啊，本章是对整个计算机系统组成的一个简介，但是很多概念性的东西用自己的话很难概述出来...

 

最后，如果文章有什么错误，欢迎大家指正，我有时间也会不断的修正完善本文。