第一章，计算机系统漫游

1.1 信息就是 位 + 上下文

大部分的现在计算机系统都使用 ASCII 标准来表示文本字符，

hello.c程序是以字节序列的方式存储在文件中的。

系统中所有的信息--包括磁盘文件、内存中的程序、内存中存放的用户数据以及网络上传送的数据，都是由一串比特表示的。

区分不同数据对象的唯一方法时我们读到这些数据对象时的上下文。

gcc -o hello hello.c

hello.c(源程序)-->预处理器(cpp)-->hello.i(修改了的源程序文本)-->编译器(cc1)-->hello.s(汇编程序文本)-->汇编器(as)-->hello.o(可重定位目标程序二进制)-->连接器(ld)-->hello(可执行目标程序二进制)

 

1.2 程序被其他程序翻译成不同的格式

1.3 了解编译系统如何工作是大有益处的

1.4 处理器读并解决存储在内存中的指令

1.4.1 系统的硬件组成

1.总线

2. I/O设备

1.5  高速缓存至关重要

1.6 存储设备形成层次结构

L0(寄存器)>L1(L1高速缓存SRAM)>L2(L2高速缓存SRAM)>L3(L3高速缓存SRAM)>L4(主存DRAM)>L5(本地二级存储本地磁盘)>L6(远程二级存储，分布式文件系统，Web服务器)

1.7 操作系统管理硬件

操作系统有两个基本功能：1.防止硬件被失控的应用程序滥用；2.向应用程序提供简单一致的机制来控制复杂而又通常大不相同的低级硬件设备。

操作系统通过几个基本的抽象概念：进程，虚拟内存和文件来实现上面两个功能。

1.7.1 进程

操作系统实现交错执行的机制称为上下文切换。

操作系统保持跟踪进程运行所需的所有状态信息。这种状态，也就是上下文。

从一个进程到另一个进程的转换是由操作系统内核管理的。

内核是操作系统代码常驻主存的部分。

实现进程这个抽象概念需要低级硬件和操作系统软件之间的紧密合作。

1.7.2 线程

现在系统中，一个进程实际由多个线程执行单元组成，每个线程都运行在进程的上下文中，并共享同样的代码和全局数据。

1.7.3 虚拟内存

它为每个进程提供一个假象，即每个进程都在独占地使用主存。每个进程看到的内存都是一致的，称为虚拟地址空间。

程序代码和数据

堆

共享库

栈

内核虚拟内存

1.7.4 文件

文件就是字节序列，仅此而已。

1.8 系统之间利用网络通信

1.9 重要主题

1.9.1 Amdahl定律

1.9.2 并发和并行

1.线程级并发

2.指令级并行

3.单指令、多数据并行

1.9.3 计算机系统中抽象的重要性