一、计算机系统漫游

时间：2018-10-04 19:53:37 阅读：155 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

漫游了什么

第一章主要对计算机系统进行一个概述，我也提取每一个小点来进行简要的记录。

作者从一个hello.c程序讲述了：

对于进程，并发等我并没做出摘要，一是因为这是老生常谈的问题，作者在第一章也只是介绍了概念。二是因为在书的后面会详细讲解，故没有记录。

通过hello.c来说明信息是怎么表示的：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("hello,world\n");
    return 0;
}

这个hello.c源程序就是一个0和1组成组成的比特序列，8个位组成一个字节，每个字节又用ASCII表示：

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称为文本文件，其它文件称为二进制文件。

在Unix系统上执行：

gcc -o hello hello.c

从源程序hello.c到可执行文件hello里面有四个阶段的事情，这四个阶段构成了编译系统：

预处理器。 根据字符#的开头(头文件，宏定义等)，修改原始C程序。如读取系统头文件插入程序文本，得到另一个C程序。通常以.i结尾。
编译器。 将.i翻译成.s文件，包含一个汇编语言程序。
汇编阶段。 将.s文件翻译成机器语言指令，把这些指令打包成可重定位目标程序。 将结果保存在.o文件中。所以.o文件是一个二进制文件，包含的是指令编码。
链接阶段。 比如我们的hello程序调用了printf函数，而它存在于printf.o中，我们要把这个目标文件和hello.c合并起来。链接(ld)就是处理这种合并。

最后我们得到可执行文件hello,加载到内存中，由系统执行。

我们运行hello程序时是把文件名输入到shell应用程序中：

./hello

如果该命令行的第一个单词不是一个内置的shell命令，那么shell就会假设这是一个可执行文件的名字，它将加载并运行这个文件！

为了理解是如何运行的，我们还需要理解系统硬件组成。

总线。 携带信息字节并在各个部件之间传递。通常总线被设计成传送定长的字节块，也就是字。
I/O设备。 我们的hello程序用到的有键盘、鼠标、显示器、磁盘。一开始hello就放在磁盘上面。每一个I/O设备都通过一个适配器或控制器与I/O总线相连。他们的不同在于封装方式：
- 适配器：一块插在主板插槽上的卡。
- 控制器：是I/O设备本身或者系统的主板。
主存。 临时存储设备，在执行程序时用来存放程序和程序处理的数据。
处理器。 即CPU，解释或执行存储在主存中指令的引擎。处理器核心是一个大小为一个字的存储设备(或寄存器)，成为程序计数器(PC).处理器执行一条指令的步骤：
- 从PC指向的内存处读取指令。
- 解释指令中的位，执行指令指示的简单操作。
- 更新PC，指向下条指令(不一定和上一条相邻)。