1.1 信息就是位 + 上下文
1.2 编译系统的四个阶段
预处理阶段 生成 修改了的源文件(.i 文本文件)、编译阶段 生成汇编语言文件(.s 文本文件)、汇编阶段 生成可重定位目标程序(.o 二进制文件)、链接阶段 生成可执行目标程序 (二进制文件)
1.3 学习编译系统的益处
- 优化程序性能
- 理解链接时出现的错误
- 避免安全漏洞
1.4 处理器读并解释存在内存中的指令
1.4.1 系统的硬件组成
- 总线
- I/O设备
- 主存
- 处理器 程序计数器(PC),寄存器文件、算术逻辑处理单元(ALU)
1.5 高速缓存至关重要
1.6 存储设备形成层次结构
1.7 操作系统管理硬件
1.7.1 进程
操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。进程运行时的所有状态信息,成为上下文。
1.7.2 线程
一个进程可以由多个成为线程的执行单元组成,运行在进程的上下文中,共享同样的代码和全局数据。
1.7.3 虚拟内存
每个进程看到的内存都是一样的,成为虚拟内存地址空间。
1.7.4 文件
每个I/O设备,包括磁盘、键盘、显示器、甚至网络,都可以看成是文件。
1.8 系统之间利用网络通信
1.9 重要主题
1.9.1 Amdahl定律
当我们对系统的某个部分加速时,其对系统整体性能的影响取决于该部分的重要性和加速程度。若系统执行某应用程序需要时间为Told。假设系统某部分所需执行时间与该时间的比例为a,而该部分性能提升比例为k。则系统整体计算加速比为
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1.9.2 并发和并行
并发 一个通用的概念,指一个同时具有多个活动的系统。
并行 指的是用并发来时一个系统运行得更快。
三个层次的并发
-
线程级并行
- 多核处理器 是将多个CPU集成到一个集成电路芯片上。
- 超线程(同时多线程)是一项允许一个CPU执行多个控制流的技术。它涉及CPU 某些硬件有多个备份,比如程序计数器和寄存器文件,而其他的硬件部分只有一份。
-
指令级并行 现代处理器可以同时执行多条指令的属性称为指令级并行。
-
单指令、多数据并行。许多现代处理器拥有特殊的硬件,允许一条指令产生多个可以并行执行的操作,这种方式成为单指令、多数据。
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