計算機原理學習（序）

序言

又有兩年沒有寫Blog了，這2年從做windows phone 到 Android C++，慢慢的很多觀念也有所改變了。以前一心想做C#相關的工作，現在卻感覺，什么語言都無所謂了。公司項目挺忙，加班比較多，不忙的時候又想休息休息。所以blog又荒廢了好久。也很少有時間早學習，加上年紀越來越大，學習動力和熱情也越來越小了。最近一個月不是特別忙，抽空看了看《深入理解計算機系統》、《程序員的自我修養》、《現代操作系統》三本書，然后順帶看了看編譯，匯編相關的知識，也在網上查了不少資料。突然發現好多東西其實是大學里都學過，這也算是工作6年對以前知識的一個總體的復習吧。在不同時期看相同的書，總會有不同的收獲。

對於一個應用層的開發者來說，不了解CPU是如何工作的，內存是如何布局的，多進程是怎么實現的並不會影響他寫出好的應用程序。就好像一個武術演員，不懂九陽神功一樣可以拍出很好的動作電影。但是看了那么多武俠劇，那些路人甲，宋兵乙為什么總是被大俠們狂虐？原因很簡單，他們木有內功。套路只是一方面，拼的還是內功啊。大俠們內功那里來的？不是武二代就是出師名門，說白了還是看背景而不是背影。這種東西不是隨便教的，當然也不是誰都能學會的。恩，有點扯遠了。對於我們來說，這些知識就是我們要學習的計算機內功的一部分。雖然這些知識並不能交我們怎么寫一個Android APP，也不能幫我們學習Web開發，就好像虛竹有了內功不會招式也是沒用的，所以要內外兼修。對於我們這些已經掌握了招式的宋兵乙來說，在沒有干爹的情況下，就只能靠自己來修煉內功了。不奢求稱為大俠，只求3招內不被打倒。

對於計算機專業畢業的人來說，后面大部分都是學校都學過，從純硬件的模擬電路，數字電路，到軟硬件相關的計算機組成原理，計算機體系結構，再就是最底層的操作系統，編譯原理，匯編，C語言，到上層存軟件的開發語言。但是很多人都覺得是枯燥的理論知識，實際這真是挺有用的東西。但是工作后基本不會接觸，所以都忘記的差不多了，看下書一段時間又忘記了，所以這次決定寫下來，算是學習筆記，也算是為一些朋友提供一個參考。

但是對於這些知識，我也純粹是一個現學現賣的理論派，我可以給你介紹一些基本的匯編命令。你就不要為難我要我用匯編寫個完整程序；我可以說說Linux設備驅動結構，你克別要我給你的自行車也寫個驅動。所謂術業有專攻，我們不是為了能去做硬件，寫匯編，寫驅動，所以也不要奇怪為什么我有時還會看看Linux驅動開發的書，我可能也就是隨便翻翻，找想了解的重點看，可能1天就看完了。我們學習這個只是為了了解相關的知識和原理，幫助我們更好的做開發。有一層的九陽神功足以保命了，練得太多小心走火入魔。

問題

作為一個IT工程師，用現在流行的話來說，這也是個高端大氣上檔次的工作。但是你是否真的了解你每天都在用的計算機，你又是否真的了解你自己寫的程序呢？當一個人問你計算機是怎么工作的時候，你會不會一臉茫然的想，我怎么從來沒想過這個問題？

我們的代碼是如何被編譯成可執行文件的？
程序是如何被CPU執行的？
進程和線程到底是什么東西？
CPU的指令和匯編語言和程序庫和開發語言有什么關系？
為什么系統可以同時運行多個程序，是如何做到的？
.NET的編譯出來的是托管代碼，和C++的Native代碼執行有區別嗎？
為什么我new了1G的內存空間，實際內存卻沒變化？

如果你能很確定的回答這些問題，那么我有不懂的問題就應該可以向你請教了。那也麻煩你幫我找找文章中的錯誤。如果你不太清楚甚至是完全說不清，那我們就一起來學習學習。

大綱

這個系列是介紹計算機的原理，主要涉及的是軟件方面的，硬件原理只會簡單的從體系結構方面進行介紹。每一個點都不會特別深入，一方面是沒這個能力，另一方面是沒必要，因為每一個點可能都是厚厚的一本書。而且對於我這種基本和應用程序打交道的碼農來說，這個程度的了解也是比較合適的。整個學習過程也就是看書，查資料，再重新看書，再查資料，最后總結。里面也會結合自己有點一點點經驗，把比較零散的點結合起來方便理解。文章里肯定會存在很多錯誤，希望可以指出來。

另外我把有讀到相關的書列出來：