《计算机系统要素》概述

背景：

  我不是科班出身，对于计算机系统底层的知识了解很少，我的PM向我推荐了《计算机系统要素》这本书。是国外的两位学校教授编写，从最简单的与或非逻辑门，编译器，虚拟机，到最后操作系统的搭建，他们还有相应的网站，里面你可以下载到所有资料，还有视频。对于想系统了解计算机系统的同学来说，是个很不错的课程。还有大量的课后习题，当然也给出了参考答案，本文是我读后的一个笔记总结。就像小时候爬山，别人冲我喊了一句，“快上来啊！，这里好漂亮啊！”，然后奋起而上，希望也能给你带来这样的感觉，然后去了解下计算机底层的魅力。

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本文目的：

  了解计算机操作系统底层原理。

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备注：

  本书项目作业需动手实验，不方便展开，本文只谈理论知识。

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第五章：计算机体系结构

一个最简陋的计算机系统由以下硬件组成：    1.内存：用来存储数据和指令    2.CPU： 核心硬件，用来进行逻辑操作和算术操作    3.输入：和计算机进行    4.输出：和人进行交互 

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第六章：汇编编译器

 什么是汇编编译器？    将汇编指令翻译成计算机能够识别的机器语言。    机器语言分为两类：一种是二进制型，一种是符号型（我觉得其本质还是二进制，只是在硬件层进行封装映射了） 汇编编译器工作流程，编译器要完整解析代码，要进行两个阶段读取解析指令：    第一阶段：        逐行扫描指令代码，将每条命令建立一个相对应的地址    第二阶段：        再次重新扫描整个指令代码，对每一行的语法进行解析

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第第七、八章：虚拟机-堆栈

 什么是虚拟机？    是一个抽象的计算机，不是真实的硬件平台，可以理解为就是一个软件。 虚拟机有什么用？    让某种高级语言代码，可以在任何硬件平台运行，但是虚拟机也不能直接运行某种高级语言代码，它也需要某种特定的编译器，产生虚拟机能够识别读取的代码才可以运行 那关堆、栈什么事？    我们说到，既然虚拟机是一个抽象的计算机，且高级代码经过编译后要运行在它上面，它就需要进行一系列的算术操作、内存访问等等。这些关于数据的操作值就是保存在堆（heap）栈（stack）这种精良的数据结构中。其中所有数据值是要经过栈（stack）中转的，而堆（heap）是用来存储对象和数组数据。虚拟机的操作除了基于堆、栈还基于函数。从本质来讲，每个对象实例最后都在RAM上被序列化成一串数字，在该章节，开发一个虚拟机，采用软件工程中经典两层编译模型进行开发，在第一层高级代码被翻译为运行在虚拟机上的中间代码；在第二层中间代码被翻译为目标硬件平台的机器语言。本书对Java程序员很友好，因为它提到的VM模型是以JVM为蓝本的，所以上面提到的高级语言可以理解为是Java，虚拟机可以理解为JVM，中间码可以理解为bytecode，通过本章节，了解到Java之所以跨平台正是因为虚拟机的存在。

关于堆栈可以参考这篇博客：什么是堆和栈,它们在哪儿?

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第十、十一章：编译器

什么是编译器？    将高级语言程序从源语言编译成目标语言，这个过程就是编译器要做的事情。那它是如果工作的呢？    编译器要将源语言代码编译成目标语言，要经过一系列的规则，算法，但主要可以分为两个步骤：        1.语法分析————经过一系列特定的规则和算法，解析出一定的格式规范；        2.代码生成————对变量、数据、表达式、逻辑运算进行一系列操作；

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第十二章：操作系统

作为本书的最后一章，从如何搭建一个最小系统，编写一个汇编编译器，编写一个虚拟机，选择一门高级语言作为开发语言(Jack类似Java)，编写一个编译器，设计API类库，内存，I/O，再将前面的内容全部整合，从0到1设计一个计算机系统。

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结语

这本书从0到1，从最简单的与或非逻辑门，一步一步手把手教你，不需要任何基础，只需要耐心，细心，相信最后对底层系统了解会更上一层楼。

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ELEVEN：
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