深入理解计算机系统

从头到尾介绍了计算机「CPU、存储器、固态硬盘、缓存、文件执行流程、共享文件、异常处理、进程、上下文切换、虚拟内存、链接、I/O、通信」等等多个关键知识点。

并发（Concurrency）是多个任务或多个计算在同一时间段内发生的能力，并发的目的是允许系统更有效地使用资源，或在等待某些任务（例如，I/O操作）完成时执行其他任务。

计算机网络通信中有一种常见的模型，称为「客户端-服务器」模型，它描述了两类参与者：客户端 和 服务器。

在计算机科学中，输入/输出（I/O，Input/Output）是指计算机接收和发送数据的过程，也可以表达为计算机输入和输出的过程。

一个系统中的进程要与其他进程共享 CPU 和主存资源，这种共享是通过操作系统的管理和调度实现的。不同的进程在不同的时间段内轮流使用 CPU，每个进程都需要访问内存中的代码，越来越多的进程需要更多...

进程（Process）是计算机中的基本概念，用于管理和执行程序，它是一个正在运行的程序实例，它是一个独立的执行单元，具有自己的内存空间、代码、数据和系统资源副本。

当我们运行一个程序时，操作系统会为这个程序创建一个新的进程，然后在该进程的上下文中运行可执行目标文件（即程序的二进制代码）。

在 web 服务器上，共享库发挥着关键作用。它的应用方式是将每个生成动态内容的函数打包到共享库中去。

当计算机执行程序时，它按照逐段执行代码的流程运行。当流程切换到下一段代码时，我们称之为「控制转移流」。

一种对内存抽象的概念，叫作虚拟内存（VM），处理器（CPU）通过使用一种叫作虚拟寻址的形式来引用主存（内存条）。

进程（Process）是计算机中的基本概念，用于管理和执行程序，它是一个正在运行的程序实例，它是一个独立的执行单元，具有自己的内存空间、代码、数据和系统资源副本。

上下文切换允许操作系统有效地管理多个进程，确保它们在计算机上公平共享资源，同时避免了进程长时间等待，从而提高了系统的效率和响应能力。

当计算机执行程序时，它按照逐段执行代码的流程运行。当流程切换到下一段代码时，我们称之为「控制转移流」。而在出现异常情况时，这个过程被称为「异常控制流」。

计算机中执行一个文件，经历着「加载、解析、执行、终止」的流程。然而，当需要执行多个相关联的文件时，整个过程又会是怎样的呢？

优秀的程序员会试图构造他们的程序，利用时间局部性频繁的从 L1 中取出，还要利用空间局部性，便利尽可能的从一个 L1 的「缓存行」中访问到。

SSD 已经在音乐设备、笔记本电脑以及服务器等领域得到广泛应用。由于其读写速度快、抗震抗摔、能耗低等特点，SSD 在许多领域都能提供更好的性能和用户体验，逐渐成为了存储设备的首选。

通过这种层次化的管理，计算机系统能够在不同的存储层次间实现数据的高效传输和处理，从而平衡了性能和成本的关系，提升了系统的整体执行效率。

硬盘的速度较慢，属于毫秒级别，而寄存器的速度极快，两者之间相差数万倍。为了填补这一速度差距，计算机引入了硬件缓存，即“RAM：缓存存储器”。

寄存器是计算机内部的小型存储区域，它们位于 CPU 内部，用来保存最常用的数据和指令。可以将寄存器想象成计算机的临时记忆盒子，它们非常小但速度非常快。

流水线有个重要的特征，它提高了系统的吞吐量，在单位时间内，提高了执行指令的数量。不过，会增加一些延迟，也就是一整条指令完成的时间（因为会增加中间流程状态）。