1. 信息就是位+上下文
- 一些概念：
源程序（源文件）
位（比特）
字节
上下文
文本文件：只由ASCII字符构成的文件，所有其他文件都称为二进制文件
二进制文件
- 基本思想：系统中所有的信息都是由一串比特表示的，区分不同数据对象的唯一方法是我们读到这些数据对象时的上下文。比如，在不同上下文中，一个同样的字节序列可能表示一个整数、浮点数、字符串、或者机器指令。
2. 程序被其他程序翻译成不同格式
- 一些概念
编译器驱动程序
翻译
预处理器、源程序、C程序
编译器、汇编语言程序
汇编器、机器语言指令、可重定向目标程序
链接器、可执行目标程序（可执行目标文件）
编译系统
- 在Unix系统上，从源文件到目标文件的转化是由编译器驱动程序完成的，翻译的过程可分为四个阶段完成。执行这个四个阶段的程序（预处理器、编译器、汇编器、链接器）一起构成了编译系统。
- 预处理阶段
预处理器（cpp）根据以字符#开头的命令，修改原始的C程序。预处理器读取系统头文件内容并把它直接插入程序文本中，得到另一个C程序，通常是以.i作为文件扩展名。（hello.c-->hello.i）
- 编译阶段
编译器（cll）将文本文件hello.i翻译成hello.s，它包含一个汇编语言程序。（hello.i-->hello.s）
- 汇编阶段
汇编器（as）将hello.s翻译成机器语言指令，把这些指令打包成可重定向目标程序（relocatable object program），并将结果保存在目标文件hello.o中。hello.o文件是一个二进制文件，包含的是指令编码。
- 链接阶段
链接器（ld）负责合并，结果得到一个hello文件，它是一个可执行目标文件（简称为可执行文件），可以被加载到内存中，由系统执行。
何为合并：hello程序调用了printf函数，它是每个C编译器都提供的标准C库的一个函数。printf函数存在于一个名为printf.o的单独的预编译好了的目标文件中，而这个文件必须以某种方式合并到我们的hello.o程序中。
3. 处理器读并解释存储在内存中的指令
- 一些概念
总线、字、字长
I/O设备、磁盘
主存、动态随机存取存储器、地址
处理器、程序计数器、指令集架构、寄存器文件（register file）、算数/逻辑单元（ALU）
加载、存储、操作、跳转
- 系统的硬件组成
1）总线
通常总线被设计成传送定长的字节块，也就是字（word）。字中的字节数（即字长）是一个基本的系统参数，各个系统中都不尽相同。
2）I/O设备
用户输入：键盘、鼠标
用户输出：显示器
长期存储数据和程序：磁盘驱动器（磁盘），最开始，可执行程序hello就存放在磁盘上。
3）主存
临时存储设备，在处理器执行程序时，用来存放程序和程序处理的数据。
物理上来说：由一组动态随机存取存储器（DRAM）芯片组成
逻辑上来说：存储器是一个线性的字节数组，每个字节都有其唯一的地址（数组索引），这些地址是从0开始的。
4）处理器
解释（或执行）存储在主存中指令的引擎。
存储器的核心：程序计数器（PC），一个大小为一个字的存储设备（或寄存器）。在任何时候，PC都指向主存中的某条机器语言指令（即包含该指令的地址）。
指令集架构决定指令执行模型，CPU看上去是按照这个模型操作的。在这个模型中，指令按照严格的顺序执行，而执行一条指令包含一系列步骤。指令指示的简单操作不多，它们围绕主存、寄存器文件（register file）和算数/逻辑单元（ALU）进行。
寄存器文件：一个小的存储设备，由一些单个字长的寄存器组成，每个寄存器都有唯一的名字。
ALU：计算新的数据或地址值。
一些简单操作的例子：
- 加载：从主存复制一个字或者一个字节到寄存器，以覆盖寄存器原来的内容。
- 存储：从寄存器复制一个字或者一个字节到主存的某个位置，以覆盖原来这个位置上的内容。
- 操作：把连个寄存器的内容复制到ALU，ALU对这两个字做算数运算，并将结果存放到一个寄存器，以覆盖该寄存器中原来的内容。
- 跳转：从指令本身中抽取一个字，并将这个字复制到程序计数器（PC）中，以覆盖PC中原来的值。