计算机系统漫游

CSAPP 1.计算机系统漫游

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1.信息就是 （位+上下文）

#-------> hello.c
#include<stdio.h>
int mian(){
    printf("hello , world\n");
    return 0;
}
/*   这个源程序实际上由0和1组成的序列，每8位为一组，称为字节
 *   每个字节表示程序中的某个文本字符，现在用ASCII码来表示文本字符，就是用一个唯一的单字节大小整数值来表示1个字符
 *  有ASCII字符组成的字符称为文本字符，其他的文件称为二进制文件 
 */

hello.c说明了一个基本思想，系统中的所有信息（包括磁盘文件，程序，用户数据及网络上的数据）都是由一串位表示的，区分这些数字对象的唯一方法就是我们读到这些对象的上下文。在不同的上下文中，一个相同的字节可能表示一个整数或者浮点数或字符串等

2.gcc hello.c -o hello

• 预处理 预处理器cpp把宏定义展开，得到了另一个源程序 *.c—->*.i
• 编译 编译器ccl编译成汇编程序，汇编程序是通用的输出语言（fortra和c都生成相同的.s） *.i—>*.S
• 汇编器 as汇编器生成可重定位二进制程序， *.s—->*.o
• 链接生成可执行文件

3.处理器读取并解释存储在存储器中的指令

linux中的shell是一个外壳，等待输入命令然后执行，执行完毕后输出一个提示符等待下一个命令

DMA,不需要处理器直接把数据从硬盘拷贝到主存

3.1总线

负责携带信息在各个部件之间传递，通过总线被设计成定长的字节块，也就是字，字长有4个字节或者8个字节就是32位或64位

3.2I/O设备

3.3主存

在处理器执行程序中，存储程序的代码和数据，主存是由一组动态随机存取存储器(DRAM)芯片组成

3.4处理器

解释或执行存储在指令中的引擎，核心是一个字长的存储设备（程序计数器，PC）任何时候，PC都指向主存中某条指令的存储地址

4.存储设备结构

• L1的访问速度可以达到和寄存器一样快
• SRAM （static random access memory）， 静态随机访问存储器
• 高效缓存的数据时从下一级缓存获取的

5.操作系统管理硬件

文件是I/O设备的抽象表示

虚拟存储器是对主存和磁盘I/O的抽象表示

进程则是对处理器，主存和I/o设备的抽象表示

5.1进程

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象，一个cpu可以并发的执行多个进程，操作系统实现这种交错执行的机制称为上下文切换

5.2虚拟存储器

虚拟存储器是一个抽象的感念，他问每一个进程提供一个假象，每个进程好像独占主存，每个进程看到的是一致的存储器，称为虚拟地址空间。

• 栈区—由编译器自动分配释放，存放函数形参，局部变量和自动变量
• 堆区—用于分配由malloc、realloc、calloc分配的空间
• 数据区—该区又分为bss段，rodata段和data段：
• bss段—保存未初始化或者初始化为0的全局变量
• rodata段—用于保存常量
• data段(静态数据区)—保存初始化不为0的全局变量或者static修饰的变量
• 代码区—存放函数体的二进制代码

5.3文件就是字节序列，每个I/o设备都可以视为文件

6总结

• linux下全部都是文件体现了文件是I/O设备的抽象
• 虚拟内存是主存和I/O的抽象
• 进程是处理器，主存，I/o设备的抽象
• 虚拟机是操作系统，处理器，主存，I/O的抽象