CSAPP笔记1-CH1
基础概念：计算机系统 = 硬件+软件系统
C语言代码编译过程
hello.c –(预处理器)> hello.i- -(编译器)>hello.s –(汇编器)> hello.o –(链接器)> 可执行程序
hello.c --> hello.i:预处理器将 #include 里的内容直接插入程序文本hello.i --> hello.s:编译器将hello.i的内容处理成汇编语言hello.s --> hello.o:汇编器将汇编语言处理成机器代码（二进制）hello.o --> hello:链接器将库函数里已经编译好的函数（比如printf）可执行文件代码合并到hello.o中
计算机主要硬件组成
- 总线：在个部件之间传递信息。总是传送定长的字节块（字 word）。机器字长（字中字节的个数）一般为32位（4字节）或者64位（8字节）
- I/O设备：一般鼠标、键盘、显示器、磁盘。每个I/O设备都有I/O控制器或者I/O适配器与I/O总线相连。I/O控制器一般为主板上的芯片，I/O适配器为插在主板上的卡。
- 主存：临时1存储设备，用于在程序运行时存储程序和相关数据。由一组DRAM构成
- 处理器：由寄存器（容量一个字）、程序计数器（CP）、算术逻辑单元（ALU）组成。CP指向主存中某一条机器语言指令的位置（其内存地址）。
- 高速缓存（cache memory）：一般存在三级缓存L1、L2、L3。存在于cpu和主存之间
操作系统管理硬件
基本功能：防止硬件被滥用、向应用程序提供简单机制控制硬件
三大抽象概念
- 文件：对I/O设备（包括磁盘）的抽象
- 虚拟内存：对主存和磁盘I/O设备的抽象
- 进程：对处理器、主存、I/O设备的抽象
进程
进程：操作系统对正在运行的程序的一种抽象。
并发运行：一个进程和另一个进程的指令教程交错执行。
线程：一个进程由多个线程组成，线程共享相同的代码和全局数据。
虚拟内存：操作系统将每个进程的内存地址看作一致的，称为虚拟地址空间。
虚拟内存结构（由低到高）
- 程序代码和数据区（大小固定）
- 堆（heap）：堆的容量可以动态变化
- 共享库：用于存放类似C标准库、数学库等
- 栈（stack）：用于函数调用，其容量可以动态的变化
- 内核虚拟内存：由内核调用，不允许其它程序调用或者读写数据
文件
文件就是字节序列，网络也可以看作文件。
Amdahl 定律
当对系统的部分加速时，其对系统整体性能的影响取决于该部分的重要程度和加速程度
S = 1/[ (1-a) + a/k ]
- S:加速比 T 原/ T现
- a：该部分运行所占时间比例
- k：该部分性能提升比例
并行&并发
并发（concurrency）:一个系统同时具有多个活动
并行（parallelism）:使用并行来使一个系统运行更快
线程级并发
即多个程序同时运行，这是通过在不同进程间快速切换来模拟。
多核处理器：每个核（CPU）有自己的寄存器、L1、L2缓存共用L3缓存。
