CSAPP第7,8,9学习笔记
《深入理解计算机系统》(CSAPP)是一本广泛认可的计算机科学教材,涵盖了计算机系统的基础知识,包括硬件、操作系统和编程语言等核心概念。在学习笔记中,第七章至第九章主要探讨了链接、异常控制流和虚拟存储器这三个主题,这些都是构建现代计算机系统的关键组成部分。 **第七章:链接** 链接是将编译后的目标代码片段合并成可执行程序的过程。这一章主要讲解了静态链接和动态链接两种方式。静态链接在程序编译时完成,将所有所需的目标模块合并成一个单一的可执行文件,便于运行但可能导致文件大小增加和更新困难。动态链接则在程序运行时进行,减少了内存占用,允许程序共享库代码,但增加了运行时的复杂性。 链接过程中涉及到符号解析,即确定每个函数调用和全局变量在最终程序中的位置。还有重定位,根据目标代码的地址信息调整指令和数据的物理地址,以适应内存布局。 **第八章:异常控制流** 异常控制流是指除了正常顺序执行之外的程序执行路径,通常发生在硬件中断、软件中断(如系统调用)或运行时错误时。当异常发生时,处理器会停止当前进程,保存现场,然后转到处理异常的特殊代码段,即中断处理程序。 异常分为同步异常(例如除零错误)和异步异常(如硬件中断)。同步异常是可预测的,与当前指令相关;异步异常则不可预测,可能在任何时刻发生。异常处理机制保证了程序的健壮性,使得系统能对错误进行适当响应,而不是崩溃。 **第九章:虚拟存储器** 虚拟存储器是现代操作系统中的一项关键技术,它为每个进程提供了一个独立的、连续的逻辑地址空间,即使物理内存有限。通过页面映射和页表,虚拟地址可以被转换为实际的物理地址。这种方式实现了内存的分页管理,使得程序可以超过实际物理内存大小,同时允许交换机制,将不活跃的页面写入磁盘,释放物理内存供其他进程使用。 虚拟存储器还支持内存保护,防止进程间的数据混淆。每个进程有自己的页表,操作系统通过页表控制进程对内存的访问权限。此外,虚拟内存还有缓存友好性,因为常用的数据会被保留在高速缓存中,提高性能。 这些章节的学习笔记深入探讨了计算机系统中链接的原理,异常控制流的机制以及虚拟存储器的工作方式,对于理解计算机系统的底层运作至关重要。通过深入学习,开发者可以更好地设计和优化程序,理解性能瓶颈,以及如何利用操作系统提供的资源。
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