深入理解计算机系统(CSAPP)
  • 本电子书信息
  • 出版信息
    • 出版者的话
    • 中文版序一
    • 中文版序二
    • 译者序
    • 前言
    • 关于作者
  • 第 1 章:计算机系统漫游
    • 1.1 信息就是位 + 上下文
    • 1.2 程序被其他程序翻译成不同的格式
    • 1.3 了解编译系统如何工作是大有益处的
    • 1.4 处理器读并解释储存在内存中的指令
    • 1.5 高速缓存至关重要
    • 1.6 存储设备形成层次结构
    • 1.7 操作系统管理硬件
    • 1.8 系统之间利用网络通信
    • 1.9 重要主题
    • 1.10 小结
  • 第一部分:程序结构和执行
    • 第 2 章:信息的表示和处理
      • 2.1 信息存储
      • 2.2 整数表示
      • 2.3 整数运算
      • 2.4 浮点数
      • 2.5 小结
      • 家庭作业
    • 第 3 章:程序的机器级表示
      • 3.1 历史观点
      • 3.2 程序编码
      • 3.3 数据格式
      • 3.4 访问信息
    • 第 4 章:处理器体系结构
    • 第 5 章:优化程序性能
    • 第 6 章:存储器层次结构
  • 第二部分:在系统上运行程序
    • 第 7 章:链接
      • 7.1 编译器驱动程序
      • 7.2 静态链接
      • 7.3 目标文件
      • 7.4 可重定位目标文件
      • 7.5 符号和符号表
      • 7.6 符号解析
      • 7.7 重定位
      • 7.8 可执行目标文件
      • 7.9 加载可执行目标文件
      • 7.10 动态链接共享库
      • 7.11 从应用程序中加载和链接共享库
      • 7.12 位置无关代码
      • 7.13 库打桩机制
      • 7.14 处理目标文件的工具
      • 7.15 小结
      • 家庭作业
    • 第 8 章:异常控制流
      • 8.1 异常
      • 8.2 进程
      • 8.3 系统调用错误处理
      • 8.4 进程控制
      • 8.5 信号
      • 8.6 非本地跳转
      • 8.7 操作进程的工具
      • 8.8 小结
      • 家庭作业
    • 第 9 章:虚拟内存
      • 9.1 物理和虚拟寻址
      • 9.2 地址空间
      • 9.3 虚拟内存作为缓存的工具
      • 9.4 虚拟内存作为内存管理的工具
      • 9.5 虚拟内存作为内存保护的工具
      • 9.6 地址翻译
      • 9.7 案例研究:Intel Core i7 / Linux 内存系统
      • 9.8 内存映射
      • 9.9 动态内存分配
      • 9.10 垃圾收集
      • 9.11 C 程序中常见的与内存有关的错误
      • 9.12 小结
      • 家庭作业
  • 第三部分:程序间的交互和通信
    • 第 10 章:系统级 I/O
      • 10.1 Unix I/O
      • 10.2 文件
      • 10.3 打开和关闭文件
      • 10.4 读和写文件
      • 10.5 用 RIO 包健壮地读写
      • 10.6 读取文件元数据
      • 10.7 读取目录内容
      • 10.8 共享文件
      • 10.9 I/O 重定向
      • 10.10 标准 I/O
      • 10.11 综合:我该使用哪些 I/O 函数?
      • 10.12 小结
      • 家庭作业
    • 第 11 章:网络编程
      • 11.1 客户端—服务器编程模型
      • 11.2 网络
      • 11.3 全球 IP 因特网
      • 11.4 套接字接口
      • 11.5 Web 服务器
      • 11.6 综合:TINY Web 服务器
      • 11.7 小结
      • 家庭作业
    • 第 12 章:并发编程
      • 12.1 基于进程的并发编程
      • 12.2 基于 I/O 多路复用的并发编程
      • 12.3 基于线程的并发编程
      • 12.4 多线程程序中的共享变量
      • 12.5 用信号量同步线程
      • 12.6 使用线程提高并行性
      • 12.7 其他并发问题
      • 12.8 小结
      • 家庭作业
  • 附录 A:错误处理
  • 参考文献
  • 实验
    • 实验总览
      • 常见问题
    • 实验 1:Data Lab
      • README(讲师版)
      • README(学生版)
      • Writeup
    • 实验 2:Bomb Lab
      • README(讲师版)
      • Writeup
    • 实验 3:Attack Lab
    • 实验 4:Architechture Lab
    • 实验 5:Cache Lab
    • 实验 6:Performance Lab
    • 实验 7:Shell Lab
    • 实验 8:Malloc Lab
    • 实验 9:Proxy Lab
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在本页
  • 2.1.1 十六进制表示法
  • 2.1.2 字数据大小
  • 2.1.3 寻址和字节顺序
  • 2.1.4 表示字符串
  • 2.1.5 表示代码
  • 2.1.6 布尔代数简介
  • 2.1.7 C 语言中的位级运算
  • 2.1.8 C 语言中的逻辑运算
  • 2.1.9 C 语言中的移位运算
  1. 第一部分:程序结构和执行
  2. 第 2 章:信息的表示和处理

2.1 信息存储

大多数计算机使用 8 位的块,或者字节(byte),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(virtual memory)。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(address),所有可能地址的集合就称为虚拟地址空间(virtual address space)。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概念性映像。实际的实现(见第 9 章)是将动态随机访问存储器(DRAM)、闪存、磁盘存储器、特殊硬件和操作系统软件结合起来,为程序提供一个看上去统一的字节数组。

在接下来的几章中,我们将讲述编译器和运行时系统是如何将存储器空间划分为更可管理的单元,来存放不同的程序对象(program object),即程序数据、指令和控制信息。可以用各种机制来分配和管理程序不同部分的存储。这种管理完全是在虚拟地址空间里完成的。例如,C 语言中一个指针的值(无论它指向一个整数、一个结构或是某个其他程序对象)都是某个存储块的第一个字节的虚拟地址。C 编译器还把每个指针和类型信息联系起来,这样就可以根据指针值的类型,生成不同的机器级代码来访问存储在指针所指向位置处的值。尽管 C 编译器维护着这个类型信息,但是它生成的实际机器级程序并不包含关于数据类型的信息。每个程序对象可以简单地视为一个字节块,而程序本身就是一个字节序列。

给 C 语言初学者 - C 语言中指针的作用

指针是 C 语言的一个重要特性。它提供了引用数据结构(包括数组)的元素的机制。与变量类似,指针也有两个方面:值和类型。它的值表示某个对象的位置,而它的类型表示那个位置上所存储对象的类型(比如整数或者浮点数)。

真正理解指针需要查看它们在机器级上的表示以及实现。这将是第 3 章的重点之 一,3.10.1 节将对其进行深入介绍。

2.1.1 十六进制表示法

2.1.2 字数据大小

2.1.3 寻址和字节顺序

大端法

0x100

0x101

0x102

0x103

⋯

01

23

45

67

⋯

小端法

0x100

0x101

0x102

0x103

⋯

67

45

23

01

⋯

2.1.4 表示字符串

2.1.5 表示代码

2.1.6 布尔代数简介

2.1.7 C 语言中的位级运算

2.1.8 C 语言中的逻辑运算

2.1.9 C 语言中的移位运算

上一页第 2 章:信息的表示和处理下一页2.2 整数表示

最后更新于4年前