计算机系统漫游

Posted 2021-01-23 small-office

1、信息是位 + 上下文，源程序实际上是0和1组成的位（bit）序列，8位一个字节，系统中所有的信息都是由一串位表示的。

 

2、系统使用ASCII标准表示稳步字符，即用一个唯一单字节大小的整数值表示每个字符。

 

3、***.c文件的反应分四个阶段：

     预处理阶段：根据以#开头的命令，修改原始C程序，生成***.i；

     编译阶段：翻译为汇编语言程序，生成***.s；

     汇编阶段：翻译为机器语言，生成***.o；

     链接阶段：把多个单独预编译好的目标文件合并，生成可执行目标文件。

 

4、典型系统硬件组织：

     总线：携带信息字节并负责在各个部件间传输。

     I/O：系统与外部世界的连接通道，每个I/O设备都通过一个控制器或适配器与I/O总线相连。

     主存：临时存储设备，用来存放程序和程序处理的数据，是由一组动态随机存取存储区（DRAM)芯片组成，他是一个线性的字节数组，每个字节都有唯一索引。

     CPU：解释或执行存储在主存中的指令的引擎，核心是一个字长的存储设备，寄存器，也叫程序计数器（PC），

 

5、执行程序时，输入字符串，shell将执行输入字符读入寄存器，再放到存储器；

     键盘敲回车，shell加载可执行文件，将目标文件的代码和数据从磁盘复制到主存，利用直接存取技术（DMA），可以直接从磁盘复制到主存；

     处理器执行机器语言指令，输出字符串字节从主存复制到寄存器文件，再从寄存器复制到显示设备。

 

6、执行程序，很大一部分时间在进行信息拷贝，而磁盘比主存慢很多，主存又比寄存器慢很多，但是越快的设备越昂贵，所以设计了高速缓存存储器。

 

7、处理器和和大而慢的设备（主存）之间插入更快更小的存储设备（高速缓存），组成一个存储器层次结构：

 

8、操作系统，应用程序和硬件之间的软件层，可以1）防止硬件被失控的应用程序滥用。2）提供简单一致的机制来控制硬件设备。

     操作系统是通过（进程，虚拟存储，文件）来实现以上功能的，文件是对I/O的抽象；虚拟存储是对主存和磁盘I/O设备的抽象，进程是对处理器、主存和I/O设备的抽象。

 

9、虚拟地址空间由大量准确定义的区构成，从低向上依次为：

     代码数据区：加载的可执行文件；

     运行时堆：运行时动态分配的空间；

     共享库映射区：存放像C标准库和数学库之类共享库的区域；

     用户栈：实现函数调用，程序执行时动态扩展和收缩；

     内核虚拟存储器：操作系统一部分，驻留在内存，不允许应用程序读写或调用；

 

10、文件就是自己序列，每个I/O设备都可视为文件，所有输入输出都是通过Unix I/O的系统函数调用读写文件实现的。

 

11、多核处理器和超线程支撑了线程级并发：

       多个处理器是将多个核集成在一个芯片上，微处理器芯片上的多个核每个都有自己的L1和L2告诉缓存，但是共享更高层次的高速缓存；

       超线程是允许一个核执行多个控制流的技术，它可以在单个时钟周期的基础上决定执行哪一个线程；