计算机系统基础学习笔记第一章

举例略过

看了前面的举例，你的感觉是什么呢？

• 计算机好像不可靠 . 从机器角度来说，它永远是对的！
• 程序执行结果不仅依赖于高级语言语法和语义，还与其他好多 方面有关. 一点不错！理解程序的执行结果要从系统层面考虑！
• 本来以为学学编程和计算机基本原理就能当程序员，没想到还 挺复杂的，计算机专业不好学. 学完“计算机系统基础”就会对计算机系统有清晰的认识 ，以后再学其他相关课程就容易多了。
• 感觉要把很多概念和知识联系起来才能理解程序的执行结果. 你说对了！把许多概念和知识联系起来就是李国杰院士所提出的 “系统思维”。 即：站在“计算机系统”的角度考虑问题！

系统能力基于“系统思维”

• 系统思维
– 从计算机系统角度出发分析问题和解决问题
– 首先取决于对计算机系统有多了解，“知其然并知其所以然”
•高级语言语句都要转换为机器指令才能在计算机上执行
•机器指令是一串0/1序列，能被机器直接理解并执行
•计算机系统是模运算系统，字长有限，高位被丢弃
•运算器不知道参加运算的是带符号数还是无符号数
•在计算机世界，x*x可能小于0，(x+y)+z不一定等于x+(y+z)
•访问内存需几十到几百个时钟，而访问磁盘要几百万个时钟
•进程具有独立的逻辑控制流和独立的地址空间
•过程调用使用栈存放参数和局部变量等，递归过程有大量额外指 令，增加时间开销，并可能发生栈溢出
•…….
只有先理解系统，才能改革系统，并应用好系统!

程序执行结果 不仅取决于 算法、程序编写 而且取决于 语言处理系统 操作系统 ISA 微体系结构

不同计算机课程 处于不同层次 必须将各层次关 联起来解决问题.

目标：使学生清楚理解计算机是如何生成 和运行可执行文件的！
重点在高级语言以下各抽象层
– C语言程序设计层
•数据的机器级表示、运算
•语句和过程调用的机器级表示
–操作系统、编译和链接的部分内容
–指令集体系结构（ISA）和汇编层
•指令系统、机器代码、汇编语言
–微体系结构及硬件层
• CPU的通用结构
•层次结构存储系统

系统基本组成基本原理参见计算机组成原理第一周笔记