深刻理解計算機系統

程序運行的基礎
程序語言到機器指令的過程

• 1.hello.c　源程序一個文本文件,通過預處理（pre-processer）成爲hello.i
• 2.hello.i 　修改的源程序,通過編譯處理(compiler) 成爲hello.s
• 3.hello.s 彙編程序,通過彙編器(assembler)成爲hello.o
• 4.hello.o 　一個二進制文件＋printf.o 通過連接器linker成爲可執行文件(executable)　hello

操做系統

• 文件是對I/O設備的抽象
• 虛擬內存是對I/O設備和主存的抽象
  提供了一個每一個進程都獨自使用主存的假象．
• 進程是對處理器，主存，I/O設備的抽象
  處理器在進程間切換實現交錯執行的機制稱爲上下文切換

多線程和多進程

• 進程：
  是併發執行的程序在執行過程當中分配和管理資源的基本單位．一個程序可能包含多個進程．
• 線程：
  是進程的一個執行單元，是進程內可調度實體．比進程更小的獨立運行的基本單位
  
• 線程能夠共享資源，進程則是獨立的地址空間．
  一個進程崩潰後，在保護模式下不會對其餘進程產生影響，可是一個線程崩潰整個進程都死掉。因此多進程要比多線程健壯。
• 進程切換時，消耗的資源大，效率高。
  因此涉及到頻繁的切換時，使用線程要好於進程。一樣若是要求同時進行而且又要共享某些變量的併發操做，只能用線程不能用進程

機器表示和計算信息

• 數據的大小(data size)
  這些都是對於64-bit機器而言，64位機器

C declaration bytes
short | 2
int | 4
long | 8
char * | 8
float | 4
double | 8
程序的機器級表示

• the program counter called %rip
  存儲下一個要執行命令的地址在內存中
• integer register file:
  adresses or integer data
• condition code registers :
  條件代碼寄存器，if and while statements
• vector register :
  one or more integer or floating-point values.
• object dump:
  對象轉儲. use objdump 能夠進行disassemblers.
• 尋址的基本操做:
  immediate : 當即數尋址,register 寄存器尋址, absolute :絕對尋址,indirect :間接尋址
  base+diaplacement:基址加偏移量, indexed:變址尋址,scaled indexed:比例變址尋址
  
  信息的讀取:
  注意區份內存地址和寄存器地址，以及他們的表達式及數據之間的移動
  算術運算和邏輯運算
  控制語句：
  各類控制語句要儘量的瞭解
  控制語句不要去使用goto語句，這會使程序變得很是複雜．

數組的分配和訪問

• 數組的定義
  數組的名稱，數組元素大小，數組大小，起始地址，元素位置檢索
  char a[12]
  int c[6]
  char *d[8]

  array element size total size start address element i
  a 1 12 \(x_{a}\) \(x_{a}+i\)
  c 4 24 \(x_{c}\) \(x_{c}+4i\)
  d 8 64 \(x_{d}\) \(x_{d}+8i\)

• 多維數組(二維數組)
  \(T D[R][C]\)
  數組元素查找
  \[　&　D[i][j]=x_{D}+L(C*i+j)　\]

系統層面的輸入輸出