《深入理解计算机系统》读书笔记——第一章

基于第三版。

纲要

• 信息的概念

• C 语言源码编译过程

• 计算机系统的软硬件组成，及各部分介绍

• 一个简单的 hello 程序的执行流程

• 操作系统，进程/线程、并行和并发的概念

• Amdahl 定律

信息

信息就是位和上下文。

如何理解“位”

绝大多数计算机系统采用二进制作为底层逻辑运算的支柱，这样，一个位只有两个值，通常标记为 0 和 1。一组位表示某个信息的集合，如 ASCII 采用 8 位描述一个符号（字母及一些特殊符号）。惯例上，计算机系统通常将 8 位（也称 8bit）描述为一个字节。

如何理解“上下文”

所谓“上下文”，可类比想象为汉语中的“语境”。同一句话，在不同语境下，所表达的意思可能截然相反。计算机中同样如此。同一个比特序列，在不同语境下的翻译结果可能不一样：有可能是描述一个无符号整数，也有可能是描述一个浮点数，甚至有可能描述的是一条指令。

源码编译流程

C 语言将源文件转换为可执行的程序，通常要经过四个步骤：预处理、编译、汇编、链接。每一步的输入都是上一步的输出，最终输出的产物为可执行的程序。

预处理

C 语言中有各式各样的宏命令，通常以 # 开头，如 #define、#include。

这个阶段的目的是将宏命令按照其含义展开，输入产物是 .c 文件，输出产物是 .i 文件。

编译

编译阶段，将 C 语言源码，翻译成对应的汇编代码。输入产物是 .i 文件，输出产物是 .s 文件。

汇编

汇编阶段，将汇编源码，翻译为机器语言指令。输入产物是 .s 文件，输出产物是 .o

链接

链接阶段，解析汇编阶段产生的 .o 文件，处理符号的定位问题。