［閱讀本書的目的］

? ? ?我們傻傻的編寫程序，其實(shí)并不知道計(jì)算機(jī)是如何將源代碼文件編譯鏈接成可執(zhí)行的程序，也不知道指令是如何被加載，如何一條一條的執(zhí)行，到最后顯示出結(jié)果。在這一過(guò)程中，寫代碼的人如何能編寫出健壯的代碼、如何很好的利用操作系統(tǒng)的特性優(yōu)化代碼、發(fā)生了問(wèn)題如何學(xué)會(huì)自己去分析，而不做拿來(lái)主義google式的程序猿。這本書也許是這些終極問(wèn)題的最好解答，正如作者在開篇說(shuō)的一樣：“如果你全力投入學(xué)習(xí)本書的概念中去，完全理解底層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及它對(duì)程序的影響，那么你將逐漸成為鳳毛麟角的權(quán)威程序猿”。

［筆記內(nèi)容］

? ? ?本章從一個(gè)程序的生命周期講起，分別對(duì)程序的創(chuàng)建、編譯、執(zhí)行、輸出、終止進(jìn)行了詳細(xì)的解讀，從中引出了關(guān)于信息上下文、編譯系統(tǒng)、高速緩存、操作系統(tǒng)等重要概念，并對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的講解，其中作為程序猿應(yīng)該要好好理解和利用的部分正是：高速緩存。

1.信息就是如何解釋：

在我們編寫程序源代碼的時(shí)候，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)其實(shí)為我們完成了源碼與 ascii碼的一一對(duì)應(yīng)

其實(shí)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部，所有的信息——包括磁盤文件、程序、以及網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)都是由一串位表示的，區(qū)分不同信息的關(guān)鍵在于對(duì)于這些內(nèi)容如何解釋，就比如同樣的一串01010101，可以解釋成：整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)甚至指令。

2.編譯系統(tǒng)

預(yù)處理－編譯器－匯編器－鏈接器

這里簡(jiǎn)單講解了從源程序：hello.c到可執(zhí)行文件到四個(gè)階段。每個(gè)階段完成的工作和對(duì)應(yīng)生成文件。

1］預(yù)處理的工作比較簡(jiǎn)單：對(duì)應(yīng)的就是展開＃include中的.h頭文件；

2］編譯器其實(shí)包含了一個(gè)匯編語(yǔ)言程序，講程序語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成匯編語(yǔ)言；

3］匯編階段：生成可重定位的.o二進(jìn)制目標(biāo)文件，這一步完成匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)機(jī)器指令；

4］鏈接階段：合并許多的.o文件，主要是我們?cè)谠闯绦蛑杏玫竭^(guò)的如：printf.o

3.高速緩存

產(chǎn)生原因是：程序需要大量復(fù)制信息

舉一個(gè)例子來(lái)講述我們?yōu)槭裁葱枰咚倬彺婕夹g(shù)：“我們?cè)谠虑蛏辖⒘艘婚g廚房，可以做出許多美味的食物。由于月球離地球的距離太遙遠(yuǎn)，我們要炒一個(gè)番茄炒蛋，需要大老遠(yuǎn)大從地球上通過(guò)宇宙飛船運(yùn)輸過(guò)去，而廚師真正開始炒菜需要的時(shí)間并不多。如果這樣來(lái)回的運(yùn)輸食材，廚師大部分時(shí)間上空閑的在等待食材，這對(duì)高薪聘請(qǐng)的廚師來(lái)說(shuō)，實(shí)在是太浪費(fèi)了。有沒(méi)有什么辦法能夠加快廚師做菜的速度呢？在這個(gè)例子中廚師就相當(dāng)于cpu，而食材就相當(dāng)于數(shù)據(jù)，而解決方案就是：高速緩存”

我們先來(lái)看看沒(méi)用高速緩存中一個(gè)程序的運(yùn)行干了什么：

從程序的加載執(zhí)行到最后顯示結(jié)果：大量到復(fù)制信息

當(dāng)我們從外殼執(zhí)行hello程序的時(shí)候，首先是將程序的數(shù)據(jù)和代碼從磁盤復(fù)制到主存，處理器開始執(zhí)行指令，并將需要顯示的數(shù)據(jù)從主存復(fù)制到寄存器中，最后需要顯示是將寄存器的數(shù)據(jù)復(fù)制到顯示設(shè)備，最終顯示出來(lái)的。這些復(fù)制操作就是開銷，減緩了程序真正的工作。因此就需要高速緩存技術(shù)：暫時(shí)集結(jié)區(qū)域。

我們來(lái)看看高速緩存存儲(chǔ)器的位置：

高速緩存存儲(chǔ)器

由于機(jī)械原理，訪問(wèn)速度越快的存儲(chǔ)設(shè)備造價(jià)相對(duì)越高，拿硬盤和主存來(lái)說(shuō)。硬盤的造價(jià)可能是主存的1000倍，但是訪問(wèn)的開銷卻要比主存大10000000倍。高速緩存就是為了存放可能經(jīng)常訪問(wèn)到的數(shù)據(jù)，這就大大提高了訪問(wèn)的速度，減小了開銷。

主要思想是：一層上的存儲(chǔ)器作為低一層存儲(chǔ)器的高速緩存

4.操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是軟硬件之間的抽象

操作系統(tǒng)提供了軟件與硬件之間的一層抽象，既可以防止程序?yàn)E用硬件也方便了我們對(duì)于程序的編寫。這里的抽象主要是指：1］對(duì)運(yùn)行中程序的抽象（進(jìn)程）；2］對(duì)于存儲(chǔ)器的抽象（虛擬存儲(chǔ)器）；3］對(duì)輸入輸出的抽象（文件）甚至包括網(wǎng)絡(luò)；4］虛擬機(jī)等。

這里的很多內(nèi)容都是簡(jiǎn)單的提了一下，后續(xù)章節(jié)中還有詳細(xì)的講解。

漫游至此，對(duì)于本書要講解的內(nèi)容有了大概的了解，本書的出發(fā)點(diǎn)是很好的，正如《圣經(jīng)》約翰福音中說(shuō)的一樣：你們必曉得真理，真理必叫你們得以自由。