《深入理解计算机系统》第一章

一、概述
二、计算机系统各概念是对软硬件的**抽象**：
三、关于性能

该专栏是读《深入理解计算机系统》第三版后的总结和思考——基于个人知识背景和内容偏好。

一、概述

计算机系统=硬件+软件，计算机系统用程序处理信息，而信息就是bits+context。
程序的诞生：C源程序需要编译系统的预处理、编译、汇编、链接才编程器可执行文件。简单理解下，预处理是将宏替换为代码，编译是将C转成汇编代码，汇编是将汇编代码转成机器码的二进制文件，最后链接将被调用的模块与之合并。
程序的执行：我们在命令行窗口输入一个命令按回车，计算机系统大致这么运行——shell程序将键盘输入内容读入寄存器，然后存到内存，再刷写到图形适配器，我们就看到了它。按了回车之后，shell程序查找磁盘中该命令对应的指令并加载到内存，然后cpu执行这些指令。最后执行得到的结果从内存写到图形适配器，我们就看到了命令执行结果。

二、计算机系统各概念是对软硬件的抽象：

IO设备->文件
IO设备+主存->虚拟内存
IO设备+主存+处理器->进程
处理器->指令集
IO设备+主存+处理器+OS->虚拟机

操作系统OS：管理硬件，提供统一的操作接口。
进程：OS对正在运行的程序的抽象，操作系统可以交替运行不同进程一小段时间，实现多进程的并发。各进程运行中的状态称为上下文，交替运行需要CPU切换进程相应的状态，称上下文切换。
线程：在进程的基础上增加了状态共享，让切换更轻量级。线程也可以有自己的状态，比如java中的ThreadLocal。
虚拟内存：对内存的抽象，让每个进程都可以像独享内存空间一样使用内存。包括：
a. 程序代码、数据
b. 堆，占用的内存大小可以动态变化
c. 共享库，类似a，但是共享
d. 栈，用于函数调用时存放函数地址，动态的
e. 内核虚拟内存，内核保留的，应用程序不能直接访问
文件：bits或字节序列，磁盘、显示器、键盘等都是文件设备。
网络：系统间通信的媒介。

三、关于性能

Amdahl定律：对系统某个部分加速，其影响跟该部分在系统占比和加速大小有关。想要加速多，就得加速系统的大部分
并行有三个层次：线程级的超线程，指令级并行，SIMD
数据在不同速度设备之间来回复制，慢的设备很容易成为性能瓶颈。高速缓存就是用来解决这个问题的：将比内存更快的SRAM放到CPU与内存之间，存放CPU最近可能会用到的内存中的数据，优先供CPU取用，以提高数据访问速率。

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三、关于性能

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