深入理解電腦系統讀書筆記之第一章：漫遊

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我是從豆瓣上看到好多人都在推薦這本書，於是就去借來讀一讀，昨天晚上用了好長時間來讀這本書的第一章節，感覺這本書比較符合我（有些基礎還不太明白，這本書詳細的進行了講解，很好）。

下面寫一下我的理解（順便回顧一下知識）

第一節主要講的是： A Tour of Computer Systems

以hello.c為例進行講解，介紹這個程式如何從一個來源程式變成可執行程式，再到執行，顯示屏上出現“hello，world”

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文章比較有條理，符合人的一般思維。（我覺得既然電腦是人製造的，用來對人的思維計算進行拓展的，那麼他的一些操作就應該能用人的一般思路來進行理解）以我的思路來進行回顧一下。

其實這本書的原名叫做：Computer Systems: A Programmer‘s Perspective(以一個程式猿的角度來進行理解電腦系統)

下面假設自己是一個電腦小白（其實也差不多，嘻嘻，不，比小白強一點的，但是有些概念什麼的還是不明白，電腦的工作原理也搞不清楚，但是這一章以一個c來源程式的執行過程對對電腦進行了講解，非常棒，有很大的收穫，廢話不多說了)Let‘s begin.

　　1電腦來說就不用講了

　　2電腦中有很多資訊吧。那麼資訊又是什麼呢？資訊=位+上下文明白電腦是0,1二進位進行儲存，計算的。基本存放裝置就是位。但是相同的位又在不同的檔案中又不同的含義這又是為什麼呢？因為他們有不同的上下文，就是說他們的上下的資訊不同，舉一個例子來說就像是：文言文中的“其”“之乎者也”等雖然他們是同一個字但是他的上下文不同，所以就有了分別。所以資訊就有了區分.

　　3.理解了資訊以後，那麼我們就以hello.c檔案為例。對他的執行過程進行分析理解。

我們明白hello.c的程式

　　

#include <stdio.h>
main()
{
　　printf("Hello world!\n");
}
這就是hello.c一般這是學習c語言的第一個程式。
這是由c語言寫的但是不能 有電腦直接進行執行。c語言這是進階語言，這種語言是給程式猿看的，但是電腦看不懂。所以我們就要來請一個翻譯官，讓兩個檔案能進行理解，交流。
“翻譯官”就是一個編譯系統。那麼我們來看一下這個編譯系統由哪些部分來組成。
　　先行編譯
　　編譯
　　彙編
　　連結
先行編譯這個階段來說：就是講#開頭的directives來進行處理，（這是系統中原有的）經過這個階段以後hello.c變成hello.iwenjian
編譯：包含一個組合語言程式，將進階語言寫的程式變成由組合語言寫的。hello.i變成hello.s
彙編階段呢：就是將這個helo.s變成hello.o的程式，這個程式已經是由機器語言，二進位的，用文字編輯器開啟會出現亂碼
最後一個階段就是連結：這個階段呢，就是由於來源程式中出現了一些調用庫中的函數什麼的，但是這個程式中沒有所以需要連結形成一個真正的可執行程式。儲存到儲存空間中
4對硬體進行講解（我們知道了如何產生可執行程式的，而且已經儲存到了儲存空間中那麼，電腦是如何進行執行的呢？硬體上對他的執行過程進行講解嘍，，，，）
硬體的話，首先，整體的瞭解一下這個硬體系統

             電腦硬體系統構成

總體上明白了電腦硬體系統的構成以後那麼，我們來詳細的瞭解一下具體組成，各個名詞的含義。

（1）匯流排：一個貫穿於整個系統的一條電子通道。主要進行在各個硬體之間傳遞資訊的。我覺得就像是一條條公路，使得各個點之間相連起來，能形成交流，資訊的交換。

(2)I/O裝置： 輸入輸出裝置。嗯，這個。。。。這個是系統與外界之間的交流的通道。

I/O裝置有什麼構成呢？由一個控制器或者是一個適配器與I/O匯流排之間相連起來。那麼是控制器，什麼是適配器呢？

控制器：I/O裝置本身或者是在主板上的一個晶片集

適配器：插在主板上的卡槽上的卡

（3）主存：一個臨時存放裝置。（DRAM）,在執行程式時負責儲存程式以及其程式處理的資料。

（4）處理器(CPU)：解釋/執行儲存在主存的指令的引擎的核心。就相當於大腦，對來自各個系統的資訊進行分析，發出執行命令，kernel

處理器又能執行些什麼操作呢？

　　　　載入：對主存中的資訊進行載入。從主存中拷貝一個字/位元組放到寄存器中，覆蓋原來的資訊

　　　　儲存：從寄存器中拷貝一個字/位元組放到主存的某個位置，覆蓋原來的資訊。

　　　　更新：拷貝兩個寄存器中的內容到ALU，ALU對其進行相加放到一個寄存器中，覆蓋原來的資訊。

　　　　I/O讀：從I/O裝置中拷貝一個字/位元組到寄存器中，覆蓋

　　　　I/O寫：從寄存器中拷貝一個字/位元組到I/O裝置中，覆蓋

　　　　轉移：從指令中拷貝一個字，拷貝到PC中，覆蓋
5.瞭解了硬體後，那麼如何對其進行加速呢？
資訊太多，轉移速度慢，程式已耗用時間啊長，等待時間長，所以，我們需要對這個過程進行加速。但是，這個過程中，主要耗費時間的地方在哪裡呢？只有明白了這個點才能對其進行加速，效果更明顯。
主要的耗費時間點在與：讀取資訊，就是資訊的轉移，從一個位置轉貸另一位置，比如說從主存到寄存器中。（我們明白：較大的存放裝置運行比較小的存放裝置運行要慢的多）
如何解決呢？引出來一個概念叫做快取。
磁碟->主存->寄存器
　　快取

金字塔上越高已耗用時間越短，越快，但是相應的造價越高。
上面的可以做下面的進階緩衝。
7明白了硬體系統後，就應該進行執行了。
執行，又要明白作業系統。要知道程式不能之間控制硬體，中間有作業系統 。作業系統直接控制硬體。

明白一些概念
進程：假象，好像獨佔處理器，主存和I/O裝置，只有這個程式在運行。　　　　　　
實際上數多個程式在執行。並發運行（一個程勳的指令與另一個程式的指令在相互的執行），環境切換：儲存程式運行所需要的全部資訊
虛擬儲存空間:假象，每個進程獨佔主存。有唯一的地址
檔案：位元組序列。
8.網路也是一種I/O裝置
上面是一台電腦的執行過程，但是沒有和其他的電腦進行交流。

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最後了，終於完成對第一章的回顧了，下面感慨一下：
這一章是從整體上進行講解。沒有詳細的講解。
這種分配非常好。
我們在學習時，首先，我們從整體上，明白一下這個過程，然後我們再來詳細的瞭解各個過程。
嗯哪，花了一上午的時間終於寫完了，有成就感！！！！
下午看第二章，待續。。。。。。

深入理解電腦系統讀書筆記之第一章：漫遊