《深入理解计算机系统》读书笔记（一）计算机系统漫游（绪论）

前言

开始阅读《深入理解计算机系统》这本经典书籍
本节是第一章
计算机系统漫游
可以看做整本书的绪论
整本书有800多页

1、信息就是位+上下文

这本书致力于让读者了解在系统上执行hello程序时
系统发生了什么以及为什么会这样

hello程序的生命周期从一个源程序hello.c开始
当然，这个hello.c就是个由ASCII码构成的文本文件
以字节序列的方式储存在文件中

2、程序被其他程序翻译为不同格式

编译系统

• 预处理：cpp读取hello.c里的系统头文件，得到hello.i源程序
• 编译：ccl将hello.i翻译为汇编语言程序hello.s
• 汇编：as将hello.s翻译为机器语言，打包成可重定位目标程序，保存在二进制文件hello.o
• 链接：dl处理函数合并，如printf函数在printf.o中，得到可执行文件hello

3、了解编译系统如何工作大有益处

了解编译系统如何工作能

• 优化程序性能，第3,5,6章
• 理解链接时出现的错误，第7章
• 避免安全漏洞，第3章

4、处理器读并解释内存中的指令

输入命令后，shell将字符读入寄存器，再放入内存

利用DMA（第6章）数据不通过处理器直接从磁盘到达主存

代码和数据加载到主存，处理器开始执行hello程序
将hello，world字符从主存复制到寄存器，再从寄存器复制到显示

5、高速缓存至关重要

处理器和主存的读取速度差距持续增大
cache（高速缓存存储器）作为暂时集结区

• 处理器上的L1容量可以达到数万字节
• 通过特殊总线连接到处理器的L2可达到数百万字节
• 更厉害的系统有三级，即L3
  

6、存储设备形成层次结构

主要思想：上一层作为下一层的高速缓存

7、操作系统管理硬件

进程

操作系统对一个正在运行的程序的抽象
并发使用的上下文切换，由内核管理
第8章详细阐述

线程

一个进程由多个线程组成
每个线程共享同样的代码和全局数据
多线程通常可以使得程序运行更快

虚拟内存

这是一个假象：每个进程都独占的使用主存
每个进程看到的内存都是一致的，称为虚拟地址空间

文件

文件就是字节序列

8、系统之间利用网络通信

从一个系统的角度来看
网络可视为一个I/O设备
系统读取从其他机器发来的数据，复制到主存
第11章详细阐述

9、几个重要概念

amdahl定律

并发和并行

并发：同时具有多个活动
并行：用并发来使系统运行更快

抽象

文件：对I/O的抽象
虚拟内存：对程序存储器的抽象
进程：对正在运行的程序的抽象

结语

预计到月底读完