深入学习计算机系统（2版）笔记

文本文件：文件的所有内容都只由ASCII字符构成的文件；二进制文件：除文本文件外的其它所有文件。

系统中的所有数据对象，包括磁盘文件、存储器中的程序、存储器中的用户数据以及网络传输数据，都由二进制位表示，区分不同数据对象的唯一方法是根据其被使用时的上下文来判断。一个数据对象，可以根据不同的上下文，被解释为一个整数、浮点数、字符串或机器指令

每个I/O设备通过一个适配器或控制器与I/O总线相连。控制器和适配器的区别在于封装方式不同，控制器芯片组被封装在I/O设备本身中，或系统的主板中；而适配器芯片组则位于一块插在主板插槽上的卡，简言之，控制器不能与主板分离，而适配器可以。

通常，输入设备输入数据时，需要CPU 将它们复制到寄存器，然后把它们再写回内存。在此期间，CPU 无法进行其它的工作，这大大降低系统性能。DMA(Direct Memory Access，直接内存存取) 通过I/O设备本身的控制器，将数据直接复制到内存，这样，不需要对 CPU产生中断请求，解放了CPU的大量时钟周期。

操作系统中的几个抽象概念：1、文件：对I/O设备的抽象；2、虚拟存储器：对内存和硬盘的抽象3、进程：对处理器、内存和I/O设备的抽象，它是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。在一个系统上可以同时运行多个进程，而每个进程好像都独占地使用硬件。并发运行，指一个进程的指令和另一个进程的指令交错执行。

操作系统保持对每个进程运行所需的所有状态信息的跟踪，这种状态，称为上下文，上下文包含IP及其它寄存器的值，以及内存的内容等。当操作系统决定把控制权从当前进程转移到另一个进程时，就会进行上下文切换，即保存当前进程的上下文，并恢复新进程的上下文，然后将控制权交给新进程。新进程将从上次停止的指令处开始执行。

超线程（simultaneous multi-threading）：允许一个CPU执行多个控制流的技术，从而实现在一个实体处理器中，同时处理两个或多个逻辑线程。超线程技术利用特殊的硬件指令，把一个物理内核模拟成两个逻辑内核，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高的CPU的运行速度。简单地说，超线程技术可以使CPU在一个时钟周期内同时进行多个线程处理。而以前的线程并发技术，只是通过将不同的线程分配不同的CPU周期时间，实际上，每个时钟周期，只运行一个线程。

超标量（superscalar）：如果CPU在一个时钟周期内，能够执行多条指令，就称为超标量

单指令多数据并行（SIMD）：一条指令又可以并行地执行多条操作，就称SIMD，该技术主要用来提高图像，声音，及视频（图音）文件的执行速度

这样，从软件到硬件，从上层到底层，形成一个由上向下不断并行优化性能的架构：多进程-——> 超（多）线程-——>超标量 -——>SIMD

无符号数实现了正整数的二进制编码，补码实现了正负数的二进制编码，而浮点数则实现了实数的二进制编码

溢出：每个数可以被编码为相应位数的二进制编码，但是，当其二进制编码位数大于计算机中用来存储该数的存储器的位数时，就会产生溢出

编写网络应用程序时，应注意遵守关于字节顺序的规则，以确保发送方将它的内部存储标准（小/大端），转换成网络标准，而接收方，则将网络标准转换为内部标准。

不同的机器类型使用不同且不兼容的指令和编码方式，即使完全一样的进程，运行在不同的操作系统上也会有不同的编码规则，因此二进制代码是不兼容的。

c语言的逻辑运算符”||、&&、!“与按位进行的逻辑运算不同。它们类似于OR、AND和NOT，但它们不是按位进行逻辑运算的，而是把整个数值进行逻辑运算，简单说就是只有最右边一位是有效的，0或1.同时，如果逻辑运算符表达式中，对第一个参数求值就能确定表达式的结果，那么就不会对第二个参数求值。例如：0&&5/0中，将不会发生除零错误。