深入理解计算机系统 — 读书笔记

第一章. 计算机系统漫游

第二章. 信息的表示和处理

第一章. 计算机系统漫游

1.2 程序被其他程序翻译成不同的格式

在Unix系统中，从源文件到目标文件的转化是由“编译器驱动程序”完成的：

linux > gcc -o hello hello.c

hello.c ->[预处理器 CPP] -> hello.i -> [编译器 CC1] -> hello.s -> [汇编器 AS] -> hello.o -> [连接器 LD] -> hello

源程序　　　　　　　　　　   修改了的源程序　　　　　　      汇编程序　　　　　　　     可重定位目标程序　　　　       可以执行目标程序

1.4 系统的硬件组成

总线 -> IO总线、系统总线、内存总线

IO设备 -> 磁盘、显示器、键盘、鼠标

内存 -> 用来存放程序代码和程序处理的数据

CPU -> CPU的存储单元：ALU、CPU的算术逻辑单元：计数器PC

1.5 高速缓存至关重要

程序加载执行的流程： 磁盘(DMA直接内存访问) --复制--> 内存 --复制--> CPU寄存器 

从程序员的角度来看，程序加载复制就是开销，减慢了程序”真正“的工作，因此系统设计者的一个主要目标就是使这些复制操作尽可能快的完成。

意识到高速缓存存储器存在的应用程序员能够利用高速缓存将程序的性能提高一个数量级。

1.7 操作系统管理硬件

操作系统提供 抽象概念 向应用程序 提供简单一致的机制 来控制 低级硬件设备：

     |- 文件 -> IO设备

抽象  |- 虚拟内存 -> IO设备、内存

     |- 进程 -> IO设备、内存、CPU

进程：是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。

内核：是操作系统代码常驻内存的部分。

虚拟内存：是一个抽象概念，它为每个进程提供了一个假象；即每个进程都在独占的使用内存，每个进程看到的内存都是一致的，被称为虚拟地址空间。

系统调用(System-Call)：操作系统执行某些操作需要执行CPU上线文切换，因此应减少上线文切换来提供性能。

堆heap：进程运行时由动态分配malloc。

栈stack：用于存放函数调用上下文。

文件：文件就是字节序列，仅此而已。

第二章. 信息的表示和处理

2.1 信息存储

大多数计算机使用8位的块，或者字节byte 作为最小的可寻址的内存单位。

虚拟内存：机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组。