第1章计算机系统漫游

这一章主要是通过一个最基本的C程序：

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("hello,world\n");
}

反映系统在执行这个程序时内部的大观。

hello程序是从一个源程序开始的。源程序实际上由0和1组成的位序列。
这里需要注意一下文本文件和二进制文件的区别。
计算机系统是一个二进制系统，系统中的一切信息都是二进制表示的，也就是说都是0和1组成的位序列，所以信息的有效解读都要依赖于上下文。

源程序是由人类创建，供人类阅读，但机器并不行。
源程序通过其他程序翻译为低级机器语言指令，并按照可执行目标程序的格式打好包。
这个翻译过程可以分为四个阶段，即预处理阶段（预处理器），编译阶段（编译器），汇编阶段（汇编器），链接阶段（链接器）（合起来就是编译系统）。

在源程序中会include很多头文件，这个阶段就是读取这些头文件，直接插入程序文本中，形成新的文件，此时的扩展名通常为.i。

这个阶段是做翻译工作的，把上阶段得到的文本文件翻译为.s为后缀名的文本文件，关键在于包含了一个汇编语言程序。

将文本翻译为机器语言指令，并打包成可重定位目标程序，保存在.o为后缀名的二进制文件

这个阶段将上一阶段得到的二进制文件与一些预编译好的文件合并（例如：printf.o），生成一个可执行目标文件。

通过shell（一个命令行解释器）加载和运行可执行目标文件。

简要地介绍系统的硬件组成

这就是系统的硬件构成，更加详细的留待以后。
但简要提一下，CPU的一些简单操作

外壳加载可执行的hello文件，将文件中的代码和数据从磁盘复制到主存，处理器执行main程序中的机器语言指令，将“hello world\n”字符串中的字节从主存复制到寄存器文件，再从寄存器文件复制到显示设备。

至此，hello程序的运行就基本完成了。

复制减缓程序“真正”的工作。
处理器从寄存器读取比主存快的多，并且差距逐渐拉大。
高速缓存存储器，用来存放处理器近期可能需要的信息，避免大量使用主存，以此加快速度。

总而言之，越小越快，就越贵。
速度：寄存器>L1高速缓存>L2高速缓存>L3高速缓存主存>本地二级存储（本地磁盘）>远程二级存储。
层次结构的主要思想：高一层的存储器作为低一层的存储器的高速缓存。

hello程序依靠操作系统输出消息，也就是说操作系统位于应用程序和硬件之间，是一种相当底层的软件。
操作系统的两个功能：1、防止硬件被失控的应用程序滥用；2、将低级硬件设备的控制统合，变得简单一致。
操作系统至关重要的几个抽象概念：进程、虚拟存储器和文件。

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。
操作系统通过交错执行（上下文切换）实现并发运行多个进程。

一个进程可以由多个线程组成。
一个线程就是一个执行单元。

通过虚拟存储器，使每个进程使用一致的存储器，即虚拟地址空间。

虚拟地址空间由大量区构成：

文件就是字节序列

纵观这些抽象概念，不要忘记它们都是为了实现操作系统的功能而服务的，也就是说，抽象的目的是将我们从细节中解放出来，把具体而零散的工作给统一化。

网络可以看作一个I/O设备。

系统是硬件和系统软件互相交织的集合体。

1、线程级并发
2、指令级并发
3、单指令、多数据并发

提供不同层次的抽象表示，来隐藏实际实现的复杂性。