随笔分类 - 深入理解计算机系统
摘要：访问信息 一个x86-64的中央处理单元（CPU）包含一组16个存储64位值的通用目的寄存器。这些寄存器用来存储整数数据和指针。图3-2显示了这16个寄存器。它们的名字都以%r开头，不过后面还跟着一些不同的命名规则的名字，这是由于指令集历史演化造成的。最初的8086中有8个16位的寄存器，即图3-2
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摘要：程序编码 假设一个C程序，有两个文件p1.c和p2.c。我们用Unix命令行编译这些代码： 命令gcc就是GCC编译器，这是Linux默认的编译器。编译选项-Og告诉编译器使用会生成符合原始C代码整体结构的机器代码的优化等级，使用较高级别的优化产生的代码会严重变形，以至于产生的机器代码和初始源代码之
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摘要：浮点数 浮点表示对形如的有理数进行编码。它对执行涉及非常大的数字、非常接近于的数字，以及更普遍地作为实数运算的近似值的计算，是很有用的。 二进制小数 理解浮点数的第一步是考虑含有小数值的二进制数字。首先，让我们来看看更熟悉的十进制表示法。十进制表示法使用如下形式的表示： 其中每个十进制数di的取值范
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摘要：整数运算 有时候我们会发现，两个正数相加会得到一个负数，而表达式x<y和x-y<0的结果不同，这些属性是由于计算机运算的有限性造成的。 无符号加法 考虑两个非负整数x和y，满足0<=x,y<2w。每个数字都能表示为w位的无符号数字。然而，计算它们的和，我们可能得到一个范围在0到2w+1-2的数字。表
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摘要：整数表示 图2-3列出了我们引入的数学术语，用于精确定义和描述计算机如何编码和操作整数： 图2-3 整数的数据与算数操作术语。下表w表示数据的位数 整型数据类型 C语言支持多种整型数据类型——表示有限范围整数，如图2-4和2-5所示： 图2-4 32位程序上C语言整型数据类型的典型取值范围 图2-5
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摘要：信息存储 大多数计算机使用八位的块，或者字节，作为最小的可寻址的内存单位，而不是访问内存中单独的位。机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组，称为虚拟内存。内存的每个字节都由一个唯一的数字来标识，称为它的地址，所有可能地址的集合就称为虚拟地址空间。顾名思义，这个虚拟地址空间只是一个展现给机器级程序的
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摘要：计算机系统漫游 存储设备形成层次结构 在处理器和一个较大较的设备（例如主存）之间插入一个更小更快的存储设备（例如高速缓存）的想法已经成为一个普遍的观念。实际上，每个计算机系统中的存储设备都被组织成一个存储器层次结构，如图1-8所示： 图1-8 一个存储器层次结构的示例 在这个层次结构中，从上至下，设
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摘要：计算机系统漫游 信息就是位+上下文 我们先来看下面的代码： hello.c hello程序的生命周期是从一个源程序（或者说源文件）开始的，即hello.c。源程序实际上是由值0和1组成的位（又称为比特）序列，8个位被组织称一组，称为字节。每个字节表示程序中的某些文本字符。大部分的现代计算机系统都是使
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