Junior_week2 summarization

大三的课程开始了，这学期有

• 系统方向
  
  • os
  • compiler
• 信息系统
  
  • 信息系统概述
  • 信息系统分析与设计
• 数字媒体
  
  • 计算机图形学
• 软件工程
  
  • 软件测试

现在两周过去了，做个总结~

os

第一节课

第一节课上主要介绍了为什么学习os，以及os中的八大问题，第一节介绍课斌哥也能上得很充实，一点都不水！
大部分os方面的概念都已经在ics中接触过，下面说说一些新的概念：

• ISA：（instruction set architecture）硬件提供的接口
• ABI：（abstraction binary instruction）cpu提供一部分非特权，os提供特权
• API：库提供的给应用程序
  

其中application和os之间有直接的接口，和硬件之间也有直接的接口。通过几个实例理解这三个概念的区别，比如要实现一个虚拟机，就要实现ISA，而WinE（windows emulator）就是实现了ABI。
os的功能主要就是两点，面向程序员和面向硬件。
os中的八大问题：

• scale up：主要是多核的情况下性能怎么同步提升
• security&privacy：do_brk()的exploit
• power efficiency
• mobility：移动领域跟os也是紧密相关
• parallel code
• scale out：分布式系统
• non-volatile storage：os需要adapt to new memory model
• virtualization

第二节课

首先介绍了pc的总体结构，即von neumann体系结构

其中io和cpu之间还有dma。
系统有五种模式

• real mode：启动时，一开始是实模式，从物理地址访问，16位。
• protected mode：保护模式，32位，用虚拟内存保护os，且保证app之间不相互影响。
• virtual-8086 mode：为了保证兼容提出来的。
• IA-32e mode：32位扩展，支持36位。
• SMM：最高优先级

系统的一些重要的寄存器：

• EFLAGS
• CR0：含PE（protection enabled）和PG（paging）
• CR1：intel自己使用的
• CR2：告诉os page fault的地址
• CR3：页表的base address
• CR4
• GDTR：global descriptor table register，gdt是提供的分段的机制，对每一段要明确base address和limit，linux中没有分段，故设置成0和4G
• IDTR：interrupt descriptor table register，IDT是一个数组存储每个中断描述符对应的handler的地址，对于int #0x80 handler在跳转到syscall table
• TR
  接下来讲了memory model，重要的一点是memory的寻址模式。早先的8086是16位的cpu，物理内存确有20位，因此采用两个16位的寄存器来寻址，physical addr=16*CS+IP。直到80386有32位，因此用eip
  memory layout如下：
  
• low memory：机器启动时运行的栈，内存
• VGA display：操作屏幕显示的代码
• BIOS ROM：加载boot loader
  I/O space：用in，out操作
  接下来解读代码，xv6 boot的代码。

compiler

compile是对语言的解析，一种语言的定义如下：

因此学编译器就是看每一层是怎么做的。
现在还只是简单讲到了lexical analysis（词法分析）。其中编译器分为以下几个阶段：

对于一个程序其实就是一串字符，包括空格，换行符等，而lexical analysis要做的就是将这些字符转换成token stream，token是一个结构由token class和lexeme组成，token class就包括operator，identifier，keyword等，而lexeme则是某个此法单元下具体的字符串。
当提取出token之后就将token组织成一个符合语言规范的结构，有了结构之后再解析这个结构的语义。
那么一门语言究竟如何定义和如何解析呢？
定义一门语言，就是定义出这门语言有哪些字符串，必须有一个强有力的工具来表达字符串的集合，即regular expression，假设e是reg-exp，那么S（e）则是这个e所表达的字符串集合。
e有一下几种模式：

• character c(c是属于语言所规定的alphabet):S（c）={c}；
• ε：代表空串，S（ε）={}
• concatenation e1e2： e1e2分别是reg-exp,S（e1e2）=S（e1）S（e2）
• choice e1|e2：S(e1|e2)=S(e1) U S(e2)
• kleen closure e*：S(e*)=S(ε) U S(e) U S(ee) U S(eee) U … = S(e0) U S(e1) U S(e2) U S(e3) U …
• 正闭包 e+：S(e+)=S(e) U S(ee) U S(eee) U …

有了正则表达式就能容易的定义正则语言了。
比如定义identifier，就是identifier=letter（letter|digit）*
定义了语言之后想要识别他们，就引入了有限自动机，有限自动机分为一系列状态，一个起始状态，一个或一些接收状态，transition，以及输入，就不多说了。
接下来的课程应当是怎么根据regular expression构建finite automata.

信息系统工程

这是一门概述课，主要是了解信息系统的概念。
信息系统不仅仅是计算机软硬件，而且是业务流程，基础数据，应用者与计算机的有机结合。
信息化的实质：

• 管理观念变革：信息系统不仅仅是工具和手段。
• 业务流程变革
• 工作方式转变
• 再创新的过程

信息化的三个阶段：

• 结果记录
• 流程监控
• 智能决策

信息系统面临的挑战：

• 彻底、全方位的实施
• 不断升级换代
• 根据需求逐步分散实施
• 不同部门或企业间信息交互与共享

软件测试

这门课主要还是实践吧，概念无非那些，考试前突击就好。
一些术语的区分：

• error
• fault
• failure
• incident
• exception
• anomaly
  然后是一些软件测试的原则，这个好好读一下书在总结吧。
  然后讲了软件测试上需要的一些数学知识，这个也是要用到的时候在好好看看吧。

计算机图形学

说几个关键概念：

• 图形处理管线：图形处理的一般过程，称为图形管线。
  
  • 几何管线（3D管线）
  • 图像管线（2D管线）