深入理解計算機系統 00

資訊就是位+上下文

乙個程式的生命週期是從乙個源程式（原始檔）開始，如檔名為hello.c。源程式是乙個由值0和1組成的位（位元）序列，8個位組成一組，成為位元組。

程式是以位元組序列的方式儲存在檔案中的，系統中所有的資訊，包括磁碟檔案，記憶體中的程式和資料，以及網路上傳送的資料，都是由一串位元表示的。區分不同資料的唯一方法是我們讀到這些資料物件時的上下文。在不同的上下文中，乙個同樣的位元組可能表示乙個整數、浮點數、字串、指令。

作為計算機開發者，需要了解數字的機器表示方法，它與實際的整數和實數是不同的，它是對真值的有限近似。

預處理 -> 編譯器 -> 彙編器 -> 鏈結器

為了在系統上執行hello.c程式，每條c語句都必須被其他程式轉換為一系列機器語言指令，這些指令按照一組稱為可執行目標程式的格式打包，並以二進位制磁碟檔案的形式儲存，目標程式也稱為可執行目標檔案。在unix系統上，從原始檔到目標程式的轉化是由編譯器驅動程式完成的。

系統的硬體組成：

匯流排

貫穿整個系統的一組電子管道，稱作匯流排，它攜帶資訊位元組並負責在各個部件間傳遞。通常匯流排被設計成傳送定長的位元組塊，也就是字。字中的位元組數（字長）是乙個基本系統引數，大多數是4位元組（32位），或8位元組（64位）。

i/o裝置

輸入/輸出裝置是系統與外部世界的聯絡通道，如用於使用者輸入的鍵盤滑鼠，作為使用者輸出的顯示器，用於長期儲存資料和程式的磁碟。每個io裝置都通過乙個控制器（io裝置本身或主機板上的晶元）或介面卡（插在主機板插槽上的卡）與io匯流排相連。

控制器和介面卡的功能就是在io匯流排和io裝置之間傳遞資訊。

主存

主存是乙個臨時儲存裝置，在處理器執行程式時，用來存放程式和程式處理的資料。從物理上說，主存是一組動態隨機訪問儲存器（dram）晶元組成的。從邏輯上說，儲存器是乙個線性位元組陣列，每個位元組都有唯一的位址（陣列索引），位址從零開始。

處理器

**處理單元（cpu），是解釋（或執行）儲存在主存中指令的引擎。處理器的核心是乙個大小為一字的儲存裝置（暫存器），稱為程式計數器（pc）。在任何時刻，pc都指向主存中某條機器語言指令（即含有該條指令的位址）。

從系統通電開始，直到系統斷電，處理器一直在不斷執行程式計數器指向的指令，再更新程式計數器，使其指向下一條指令。

cpu指令操作：

快取記憶體

儲存裝置

作業系統管理硬體

程序

執行緒

虛擬記憶體

檔案

系統之間網路通訊

併發和並行