计算机系统的漫游

用c语言编写的hello程序实际上是由0和1组成的位（也叫比特）系列，8位被组织在一起叫做字节 . 由ASCII字符构成的文件叫做文本文件，所以的其他文件都称为二进制文件。

系统的硬件组成

总线，I/O设备，主存，处理器

总线就是真实的地址线，它是一组电子管道。 主存是一个临时存储的设备 从物理结构上来说：主存是由一组动态随机存取的存储器芯片组成的。 从逻辑结构上来说：主存是一个线性的字节数组，每个字节都有其唯一的地址（索引） 处理器的核心是一个大小为一个字 （通常是总线被设计成定长的字节块，就是字）的存储设备（或寄存器），称为程序计数器（PC）,PC指向当前主存的中的一条机器语言指令。处理器中有算数/逻辑单元（ALU）

cpu在一些指令下可能会执行下面 的一些操作

• **加载：**从主存中到寄存器中
• **存储：**从寄存器中到主存中
• **操作：**把两个寄存器中的内容给ALU中，ALU对他进行运算，并将结果存放到另一个寄存器中
• **跳转：**指令中的字到PC中。

高速缓存

为了解决处理器和内存之间的速度差异，减少I/O次数。在它们之间加入了称为高速缓存存储器——也叫高速缓存 为什么高速缓存可以提高速度呢？

利用了高速缓存的局部性原理，即程序具有访问局部区域里的数据和代码的趋势。

存储设备形成层次结构

存储器层次结构的主要思想是上一层的存储器作为低一层存储器的高速缓存。

操作系统管理硬件

• 文件是对I/O设备的抽象表示
• 虚拟内存是对主存和磁盘I/O设备的抽象表示
• 进程是对处理器、主存和I/O设备的抽象表示
• **指令集架构：**对实际处理器硬件的抽象
• **虚拟机：**对整个计算机的抽象

进程

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。 当进程进行切换的时候，操作系统会保存当前进程的上下文——所谓上下文就是进程运行所需要的环境；恢复新进程的上下文。 一个进程切换到另一个进程是由操作系统内核管理的 内核不是一个进程，而是系统管理全部进程所用代码和数据结构的集合。

虚拟内存

虚拟内存的结构层次：

对于所有的进程来说，代码是从同一固定地址开始的，用户栈在程序执行其间可以动态地扩展和收缩的。

网络

从有个单独的系统来看，网络可视为一个I/O设备

并发和并行

**单处理器系统：**由一个处理器来完成的。 **多核处理器：**将多个cpu集成到一个集成电路芯片上 多核处理器的架构

**超线程（同时多线程）：**是一项允许一个cpu执行执行多个控制流的技术。

每条指令从开始到结束需要长得多的时间，大约20个或者更多周期。 如果处理器可以达到必一个周期一条指令更快的执行效率，就称为超标量处理器