CSAPP学习笔记

Posted 2021-05-18 3u

        在看到前言里如此诱惑的字符串：“如果你学习和研究这本书里的概念，你将步入稀缺的“权威程序员”的行列。。。”，决定买下《深入理解计算机系统》这本书。经过一段时间的学习后，我已爱不释手，只想说相见恨晚。。。
    
        个人感觉，《深》书第一章“计算机系统漫游”是整本书的概述，精华（其实大多数书籍都是如此），她总结了深入理解计算机系统的各方面内容。实在惭愧，直到读了这本书，我才理解了一个程序的执行过程。这在第一章有详细的粗略叙述，我再来画蛇添足一下，总结一下一个程序的执行过程，以加深对计算机系统理解。
   
        首先，从软件角度来看，第一步工作是用高级语言编写完成一个源程序文件。接着，开始4个翻译过程。
        1.预处理：处理源程序中#开头的命令，扩展源文件（主要执行包含文件代码插入、条件编译及宏替换操作）；
        2.编译：将扩展的源文件翻译成汇编源程序；
        3.汇编：将汇编源程序翻译成可重定位的目标程序文件；
        4.链接：将所需的目标程序文件合并成一个可执行文件。
        至此，得到了可加载运行的可执行文件。这里，感觉编译和链接较为重要。编译产生汇编源码，汇编代码和机器指令一一对应的，便于分析程序性能。理解链接也很重要，个人感觉程序错误主要有三类：编译时的语法错误、链接时的错误、运行时的内存错误。以前的我，连对预处理的了解都不全面的（BS自己）。
   
       接着，开始可执行程序在硬件上的执行过程。开始，通过键盘/鼠标等设备发出加载可执行文件命令，通过寄存器，加载命令被存放到内存中。接着，根据内存中的命令，从磁盘复制可执行文件的代码和数据到主存。接着，CPU执行代码段中的机器指令序列，并操作数据段，期间，会通过寄存器与其他I/O设备交互，直到运行结束。由于计算机硬件的性价比问题，引入了金字塔型的存储设备结构；由于硬件设备使用的复杂性和合理性，引入了操作系统。由于与其他计算机通信，引入了网络系统。
   
       硬件部分是基于PC结构的，个人感觉，如果理解了PC结构的计算机系统，则对深入理解复杂度小于PC级别的系统，应该很有帮助。很多嵌入式系统资源有限，没有硬盘、没有缓存、甚至没有操作系统，无法使用系统调用，更别说中间平台的库函数啦，多数都要手动设置寄存器。不更加深入地理解计算机系统，是搞不定的。正如前言里言简意赅的字符串“。。。你也将做好学习其他具体系统主题的准备，比如编译器、计算机体系结构、操作系统、嵌入式系统和网络互联”。
   
       总结道，如果把其他计算机基础书籍比作一颗颗璀璨夺目的珍珠，《深入理解计算机系统》就是串接珍珠的朴实丝线，通过她，能将珍珠结合成魅力四射的珍珠项链。尽管是800页的大部头，但读到很多地方都意犹未尽，不过她玩的就是仙人指路，修行还在个人！