Aexiar/c
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<title>第一章：计算机组成原理 | Hi，终于等到你</title>
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<div id="app"><div class="Layout" data-v-5d98c3a5><!--[--><!--]--><!--[--><span tabindex="-1" data-v-0f60ec36></span><a href="#VPContent" class="VPSkipLink visually-hidden" data-v-0f60ec36> Skip to content </a><!--]--><!----><header class="VPNav" data-v-5d98c3a5 data-v-ae24b3ad><div class="VPNavBar has-sidebar top" data-v-ae24b3ad data-v-6aa21345><div class="wrapper" data-v-6aa21345><div class="container" data-v-6aa21345><div class="title" data-v-6aa21345><div class="VPNavBarTitle has-sidebar" data-v-6aa21345 data-v-ab179fa1><a class="title" href="/c/" data-v-ab179fa1><!--[--><!--]--><!--[--><img class="VPImage logo" src="/c/logo.svg" alt data-v-8426fc1a><!--]--><span data-v-ab179fa1>许大仙</span><!--[--><!--]--></a></div></div><div class="content" data-v-6aa21345><div class="content-body" data-v-6aa21345><!--[--><!--]--><div class="VPNavBarSearch search" data-v-6aa21345><!--[--><!----><div id="local-search"><button type="button" class="DocSearch DocSearch-Button" aria-label="Search"><span class="DocSearch-Button-Container"><span class="vp-icon DocSearch-Search-Icon"></span><span class="DocSearch-Button-Placeholder">Search</span></span><span class="DocSearch-Button-Keys"><kbd class="DocSearch-Button-Key"></kbd><kbd class="DocSearch-Button-Key">K</kbd></span></button></div><!--]--></div><nav aria-labelledby="main-nav-aria-label" class="VPNavBarMenu menu" data-v-6aa21345 data-v-dc692963><span id="main-nav-aria-label" class="visually-hidden" data-v-dc692963> Main Navigation </span><!--[--><!--[--><a class="VPLink link vp-external-link-icon VPNavBarMenuLink" href="https://aexiar.github.io/" target="_blank" rel="noreferrer" tabindex="0" data-v-dc692963 data-v-9c663999><!--[--><span data-v-9c663999>首页</span><!--]--></a><!--]--><!--[--><a class="VPLink link vp-external-link-icon VPNavBarMenuLink" href="https://aexiar.github.io/coa6/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" tabindex="0" data-v-dc692963 data-v-9c663999><!--[--><span data-v-9c663999>计组6件套</span><!--]--></a><!--]--><!--[--><div class="VPFlyout VPNavBarMenuGroup" data-v-dc692963 data-v-b6c34ac9><button type="button" class="button" aria-haspopup="true" aria-expanded="false" data-v-b6c34ac9><span class="text" data-v-b6c34ac9><!----><span data-v-b6c34ac9>编程语言</span><span class="vpi-chevron-down text-icon" data-v-b6c34ac9></span></span></button><div class="menu" data-v-b6c34ac9><div class="VPMenu" data-v-b6c34ac9 data-v-b98bc113><div class="items" data-v-b98bc113><!--[--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link" href="/c/notes/" data-v-43f1e123><!--[-->c/c++<!--]--></a></div><!--]--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link vp-external-link-icon" href="https://aexiar.github.io/web-design/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" data-v-43f1e123><!--[-->前端<!--]--></a></div><!--]--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link vp-external-link-icon" href="https://aexiar.github.io/java/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" data-v-43f1e123><!--[-->Java<!--]--></a></div><!--]--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link vp-external-link-icon" href="https://aexiar.github.io/big-data/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" data-v-43f1e123><!--[-->大数据<!--]--></a></div><!--]--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link vp-external-link-icon" href="https://aexiar.github.io/linux/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" data-v-43f1e123><!--[-->云原生<!--]--></a></div><!--]--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link vp-external-link-icon" href="https://aexiar.github.io/go/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" data-v-43f1e123><!--[-->Go<!--]--></a></div><!--]--><!--[--><div class="VPMenuLink" data-v-b98bc113 data-v-43f1e123><a class="VPLink link vp-external-link-icon" href="https://aexiar.github.io/python/notes/" target="_blank" rel="noreferrer" data-v-43f1e123><!--[-->Python<!--]--
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2024-08-09 06:48:23 +00:00
<span class="line"><span>1 毫秒 = 1000 微妙，即 1 ms = 1000 us 。</span></span>
<span class="line"><span>1 微妙 = 1000 纳秒，即 1 us = 1000 ns。</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br><span class="line-number">3</span><br></div></div><ul><li>按照上图，将计算机世界的时间和人类世界的时间进行对比，即：</li></ul><div class="language-txt vp-adaptive-theme line-numbers-mode"><button title="Copy Code" class="copy"></button><span class="lang">txt</span><pre class="shiki shiki-themes github-light github-dark vp-code" tabindex="0"><code><span class="line"><span>如果 CPU 的时钟周期按照 1 秒计算，</span></span>
<span class="line"><span>那么，内存访问就需要 6 分钟；</span></span>
<span class="line"><span>那么，固态硬盘就需要 2-6 天；</span></span>
<span class="line"><span>那么，传统硬盘就需要 1-12 个月；</span></span>
<span class="line"><span>那么，网络访问就需要 4 年以上。</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br><span class="line-number">3</span><br><span class="line-number">4</span><br><span class="line-number">5</span><br></div></div><ul><li>所以，对于 CPU 来说，这个世界真的是太慢了！！！</li><li>其实，中国古代中的文人，通常以<code>蜉蝣</code>来表示时间的短暂（和其他生物的寿命比），也是类似的道理，即：</li></ul><div class="language-txt vp-adaptive-theme line-numbers-mode"><button title="Copy Code" class="copy"></button><span class="lang">txt</span><pre class="shiki shiki-themes github-light github-dark vp-code" tabindex="0"><code><span class="line"><span>鹤寿千岁，以极其游，蜉蝣朝生而暮死，尽其乐，盖其旦暮为期，远不过三日尔。</span></span>
<span class="line"><span> --- 出自 西汉淮南王刘安《淮南子》</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br></div></div><div class="language-txt vp-adaptive-theme line-numbers-mode"><button title="Copy Code" class="copy"></button><span class="lang">txt</span><pre class="shiki shiki-themes github-light github-dark vp-code" tabindex="0"><code><span class="line"><span>寄蜉蝣于天地，渺沧海之一粟。 哀吾生之须臾，羡长江之无穷。 </span></span>
<span class="line"><span>挟飞仙以遨游，抱明月而长终。 知不可乎骤得，托遗响于悲风。</span></span>
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2024-08-15 03:48:49 +00:00
<span class="line"><span> --- 出自 苏轼《赤壁赋》</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br><span class="line-number">3</span><br></div></div><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><p>对于<code>蜉蝣</code>来说，从早到晚就是一生；而对于我们<code>人类</code>而言，却仅仅只是一天。</p></div><ul><li>存储器的层次结构（CPU 中也有存储器，即：寄存器、高速缓存 L1、L2 和 L3），如下所示：</li></ul><p><img src="/c/assets/7._D_c8Lrn.png" alt="img" loading="lazy"></p><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><p>上图以层次化的方式，展示了价格信息，揭示了一个真理，即：鱼和熊掌不可兼得。</p><ul><li>① 存储器越往上速度越快，但是价格越来越贵， 越往下速度越慢，但是价格越来越便宜。</li><li>② 正是由于计算机各个部件的速度不同，容量不同，价格不同，导致了计算机系统/编程中的各种问题以及相应的解决方案。</li></ul></div><div class="important custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">IMPORTANT</p><p></p><p>CPU 都是直接和内存打交道的，即：CPU 会直接从内存中读取数据，待数据处理完毕之后，会将结果再次写入到内存中；如果需要将数据持久化（永久）保存（内存是易失性存储器，内存中的数据是以电荷形式存储在存储单元中的。当计算机关闭或断电时，这些电荷很快消散，导致存储在内存中的数据丢失），那么就需要将内存中的数据再刷新到磁盘或硬盘上，即：落盘。</p></div><h2 id="_1-4-计算机软件" tabindex="-1">1.4 计算机软件 <a class="header-anchor" href="#_1-4-计算机软件" aria-label="Permalink to &quot;1.4 计算机软件&quot;">​</a></h2><h3 id="_1-4-1-操作系统的来源" tabindex="-1">1.4.1 操作系统的来源 <a class="header-anchor" href="#_1-4-1-操作系统的来源" aria-label="Permalink to &quot;1.4.1 操作系统的来源&quot;">​</a></h3><ul><li>在上古时期，硬件资源不够丰富，计算机设计的也非常简陋。那个时候，很多应用程序都是直接跑在硬件上的，即：一个计算机只能跑一个应用程序。</li></ul><p><img src="/c/assets/8.DlIyFGDg.png" alt="" loading="lazy"></p><ul><li>随着技术的发展，硬件越来越丰富，功能也越来越强大，性能也越来越好。这种情况下，如果一台计算机只能跑一个程序，实在是太浪费了。而且，底层硬件不断丰富，应用程序需要对接的硬件也将越来越多，如果每个应用程序都这么干，不显示工作很重复吗？于是，操作系统应运而生了。</li></ul><p><img src="/c/assets/9.7zkUmpQw.png" alt="" loading="lazy"></p><ul><li>操作系统的功能： <ul><li>硬件驱动。</li><li>进程管理。</li><li>内存管理。</li><li>网络管理。</li><li>安全管理。</li><li>文件管理。</li></ul></li></ul><ul><li>那么，操作系统的作用，就是这样的，即： <ul><li>对下，管理计算机的硬件资源。</li><li>对上，提供使用计算机资源的操作方式，有： <ul><li><code>系统调用</code>：是一套已经写好的代码接口，应用程序通过调用这些接口来请求操作系统执行特定的硬件操作。它们直接与硬件交互，提供底层功能支持，如：文件操作、进程管理、内存管理等。<code>开发者</code>通过系统调用可以实现对底层资源的直接控制，确保程序能够高效、安全地运行。</li><li><code>终端命令</code>：是一种文本命令接口，通过命令行输入各种指令来控制操作系统和软件的行为。终端命令可以执行文件操作、系统配置、网络管理等各种任务。主要针对<code>开发人员</code>和<code>高级用户</code
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<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">import</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> java.nio.file.Files;</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">import</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> java.nio.file.Path;</span></span>
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<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">import</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> java.util.List;</span></span>
<span class="line"></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">public</span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> class</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;"> Demo</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> {</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> public</span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> static</span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> void</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;"> writeFile</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(String </span><span style="--shiki-light:#E36209;--shiki-dark:#FFAB70;">filePath</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">, String </span><span style="--shiki-light:#E36209;--shiki-dark:#FFAB70;">content</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">) {</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> Path path </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">=</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> Paths.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">get</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(filePath);</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> try</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> {</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> Files.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">write</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(path, content.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">getBytes</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">());</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> } </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">catch</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> (IOException </span><span style="--shiki-light:#E36209;--shiki-dark:#FFAB70;">e</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">) {</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> e.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">printStackTrace</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">();</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> }</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> }</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> public</span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> static</span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> void</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;"> main</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(</span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">String</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">[] </span><span style="--shiki-light:#E36209;--shiki-dark:#FFAB70;">args</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">){</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> int</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> a </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">=</span><span style="--shiki-light:#005CC5;--shiki-dark:#79B8FF;"> 10</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">; </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> int</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> b </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">=</span><span style="--shiki-light:#005CC5;--shiki-dark:#79B8FF;"> 20</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">; </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> int</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> c </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">=</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> a </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">+</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> b; </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> string filePath </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">=</span><span style="--shiki-light:#032F62;--shiki-dark:#9ECBFF;"> &quot;c:/demo.txt&quot;</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">; </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> string txt </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">=</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> a </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">+</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> b </span><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">+</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> c; </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> </span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;"> writeFile</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(filePath, a); </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 从用户态切换到内核态完成文件写入</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> </span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> System.out.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">println</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(a); </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 从内核态切换回用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> System.out.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">println</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(b); </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> System.out.</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;">println</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(c); </span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;">// 用户态</span></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;"> }</span></span>
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2024-08-15 03:48:49 +00:00
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">}</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br><span class="line-number">3</span><br><span class="line-number">4</span><br><span class="line-number">5</span><br><span class="line-number">6</span><br><span class="line-number">7</span><br><span class="line-number">8</span><br><span class="line-number">9</span><br><span class="line-number">10</span><br><span class="line-number">11</span><br><span class="line-number">12</span><br><span class="line-number">13</span><br><span class="line-number">14</span><br><span class="line-number">15</span><br><span class="line-number">16</span><br><span class="line-number">17</span><br><span class="line-number">18</span><br><span class="line-number">19</span><br><span class="line-number">20</span><br><span class="line-number">21</span><br><span class="line-number">22</span><br><span class="line-number">23</span><br><span class="line-number">24</span><br><span class="line-number">25</span><br><span class="line-number">26</span><br><span class="line-number">27</span><br><span class="line-number">28</span><br><span class="line-number">29</span><br></div></div><h3 id="_1-4-3-isa、abi-和-api" tabindex="-1">1.4.3 ISA、ABI 和 API <a class="header-anchor" href="#_1-4-3-isa、abi-和-api" aria-label="Permalink to &quot;1.4.3 ISA、ABI 和 API&quot;">​</a></h3><ul><li>ISA 、ABI 和 API 的参考模型如下：</li></ul><p><img src="/c/assets/12.Bvs6QYjl.jpg" alt="" loading="lazy"></p><ul><li>在底层，硬件模型以指令集架构 （ISA） 表示，该架构定义了处理器、寄存器、存储器和中断管理的指令集。ISA 是硬件和软件之间的接口，对于操作系统 （OS） 开发人员 （System ISA） 和直接管理底层硬件的应用程序 （User ISA） 的开发人员来说非常重要。</li></ul><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><ul><li>① ISA 是计算机体系结构中定义的一组指令，它规定了处理器能够执行的操作。ISA 包括指令的编码、寄存器的使用、内存访问模式等。不同的处理器可能有不同的 ISA，例如：x86、ARM、MIPS 等。</li><li>② 在设计一个新的操作系统时，开发者需要确保操作系统能够支持特定的 ISA ，以便在特定的硬件上运行。例如：如果操作系统旨在运行在 ARM 架构的处理器上，那么它必须能够理解和执行 ARM ISA 定义的指令集。</li></ul></div><ul><li>应用程序二进制接口 （ABI） 将<code>操作系统层</code>与由操作系统管理的<code>应用程序</code>和<code>库</code>分开。ABI 涵盖了低级数据类型、对齐方式和调用约定等详细信息，并定义了可执行程序的格式。系统调用在此级别定义。此接口允许应用程序和库在实现相同 ABI 的操作系统之间移植。</li></ul><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><ul><li>① ABI 是指在二进制级别上，应用程序与操作系统、库或应用程序的不同部分之间的接口。它定义了数据类型的大小、布局、对齐方式，以及函数调用的约定（如参数如何传递、返回值如何处理等）。ABI 确保了编译后的二进制文件能够在特定的操作系统和硬件平台上正确地运行。</li><li>② 在 windows 上的应用程序的运行格式是：<code>PE</code>（portable executable）格式、<code>.dll</code> （dynamic link library）格式和 <code>.lib</code> 格式；而在 Linux 上的应用程序的运行格式是：<code>ELF</code>（executable and linking format）格式、<code>.so</code> （shared object）格式和 <code>.a</code> 格式。</li><li>③ 在 Linux 中可以通过 <code>file /bin/ls</code> 命令查看指定可执行应用程序的 ABI 格式；从而也可以论证，在 Windows 上可以运行的程序，在 Linux 上运行不了。</li><li><EFBFBD><EFBFBD>
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2024-08-09 06:48:23 +00:00
<span class="line"></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;">int</span><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;"> main</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">() {</span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;"> // 定义主函数</span></span>
<span class="line"></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#6F42C1;--shiki-dark:#B392F0;"> printf</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">(</span><span style="--shiki-light:#032F62;--shiki-dark:#9ECBFF;">&quot;你好，世界！！！&quot;</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">);</span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;"> // 输出所指定的一行信息</span></span>
<span class="line"></span>
<span class="line"><span style="--shiki-light:#D73A49;--shiki-dark:#F97583;"> return</span><span style="--shiki-light:#005CC5;--shiki-dark:#79B8FF;"> 0</span><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">;</span><span style="--shiki-light:#6A737D;--shiki-dark:#6A737D;"> // 函数执行完毕时返回函数值0</span></span>
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2024-08-15 03:48:49 +00:00
<span class="line"><span style="--shiki-light:#24292E;--shiki-dark:#E1E4E8;">}</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br><span class="line-number">3</span><br><span class="line-number">4</span><br><span class="line-number">5</span><br><span class="line-number">6</span><br><span class="line-number">7</span><br><span class="line-number">8</span><br></div></div><ul><li>编程语言就是用于控制计算机，让其完成我们需要的功能。而我们学习编程语言，其实就是学习这些文字和符号编写的规则。</li><li>因为 CPU 只能识别二进制的指令，而我们<code>编写</code>的程序叫做<code>源代码</code>，是人类能看懂；但是，计算机却不能识别。那么，我们就需要让计算机能识别我们编写的源程序，就需要将我们编写的源代码交给编译器程序，其会帮助我们将所编写的源代码转换为计算机能够识别的二进制指令。</li></ul><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><p>编译器就是运行在操作系统之上的程序，其作用就是用来将程序员编写的源代码转换为计算机能够识别的二进制指令。</p></div><ul><li>如果我们用 Java 语言编写了程序（源代码），那么编写的程序也是不能直接运行的，需要通过 Java 语言的编译器将 Java 程序编译为计算机能够识别的二进制指令。</li><li>如果我们用 Python 语言编写了程序（源代码），那么编写的程序也是不能直接运行的，需要通过 Python 语言的编译器将 Python 程序编译为计算机能够识别的二进制指令。</li><li>……</li></ul><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><p>总结：无论我们学习任何一门编程语言，想要将程序运行起来，都必须做如下的两件事情：</p><ul><li>① 学习该语言的文字和符号编写的规则，即：<code>语法规则</code>。</li><li>② 需要在操作系统上安装对应编程语言的<code>编译器</code>程序，将源程序编译为计算机能够识别的二进制指令。</li></ul></div><h2 id="_2-3-计算机语言简史" tabindex="-1">2.3 计算机语言简史 <a class="header-anchor" href="#_2-3-计算机语言简史" aria-label="Permalink to &quot;2.3 计算机语言简史&quot;">​</a></h2><h3 id="_2-3-1-机器语言-相当于人类的石器时代" tabindex="-1">2.3.1 机器语言（相当于人类的石器时代） <a class="header-anchor" href="#_2-3-1-机器语言-相当于人类的石器时代" aria-label="Permalink to &quot;2.3.1 机器语言（相当于人类的石器时代）&quot;">​</a></h3><ul><li>1946 年 2 月 14 日，世界上第一台计算机 <code>ENIAC</code> 诞生，使用的是最原始的<code>穿透卡片</code>。</li></ul><p><img src="/c/assets/16.C2sciGZn.png" alt="" loading="lazy"></p><ul><li>这种卡片使用的是用<code>二进制代码</code>表示的语言，和人类语言差别极大，这种语言就称为<code>机器语言</code>，如：</li></ul><div class="language-txt vp-adaptive-theme line-numbers-mode"><button title="Copy Code" class="copy"></button><span class="lang">txt</span><pre class="shiki shiki-themes github-light github-dark vp-code" tabindex="0"><code><span class="line"><span>0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16</span></span>
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2024-08-09 06:48:23 +00:00
<span class="line"><span>0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1</span></span>
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2024-08-19 03:00:46 +00:00
<span class="line"><span>0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16</span></span></code></pre><div class="line-numbers-wrapper" aria-hidden="true"><span class="line-number">1</span><br><span class="line-number">2</span><br><span class="line-number">3</span><br></div></div><ul><li>这种语言本质上是计算机能识别的<code>唯一语言</code>，人类很难理解；换言之，当时的程序员 99.9% 都是异类！！！</li></ul><div class="warning custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">WARNING</p><p></p><ul><li>① 不同类型（CPU 架构，如：x86_64、arm 等）的处理器有不同的机器语言指令集，指令集架构（ISA）决定了机器语言的具体形式。</li><li>② 换言之，机器语言与特定硬件架构紧密相关，机器语言程序几乎没有可移植性。</li></ul></div><h3 id="_2-3-2-汇编语言-相当于人类的青铜-铁器时代" tabindex="-1">2.3.2 汇编语言（相当于人类的青铜&amp;铁器时代） <a class="header-anchor" href="#_2-3-2-汇编语言-相当于人类的青铜-铁器时代" aria-label="Permalink to &quot;2.3.2 汇编语言（相当于人类的青铜&amp;铁器时代）&quot;">​</a></h3><ul><li><code>汇编语言</code>使用<code>助记符</code>（如：MOV、ADD、SUB）代替二进制操作码，使程序更易于人类编写和理解；因此，<code>汇编语言</code>也被称为<code>符号语言</code>。</li></ul><p><img src="/c/assets/17.DdyXXyxJ.png" alt="" loading="lazy"></p><ul><li>汇编语言的<code>优点</code>是能编写<code>高效率</code>的程序；但是，<code>缺点</code>和机器语言没什么不同，汇编语言同样<code>依赖于具体的计算机架构（面向机器）</code>，程序不具备跨平台的可移植性。</li></ul><div class="warning custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">WARNING</p><p></p><ul><li>① 汇编语言，目前仍然应用于工业电子编程领域、软件的加密解密、计算机病毒分析等。</li><li>② 汇编语言是编程语言的拓荒年代，它非常底层，直接和计算机硬件打交道，开发效率低，学习成本高。</li></ul></div><h3 id="_2-3-3-高级语言-相当于人类的信息时代" tabindex="-1">2.3.3 高级语言（相当于人类的信息时代） <a class="header-anchor" href="#_2-3-3-高级语言-相当于人类的信息时代" aria-label="Permalink to &quot;2.3.3 高级语言（相当于人类的信息时代）&quot;">​</a></h3><ul><li><code>高级语言</code>是一种<code>接近于人们使用习惯</code>的程序设计语言。<code>它允许程序员使用接近日常英语的指令来编写程序</code>，程序中的符号和算式也和<code>日常使用的数学公式</code>差不多，接近于自然语言和数学语言，容易被人们掌握。</li></ul><p><img src="/c/assets/18.DIeb_KXW.png" alt="" loading="lazy"></p><ul><li>高级语言<code>独立于计算机硬件</code>，有一定的通用性；计算机不能直接识别和执行用高级语言编写的程序，需要使用<code>编译器</code>或<code>解释器</code>转换为机器语言，才能被计算机识别和执行。</li></ul><p><img src="/c/assets/19.C-kvMz2p.png" alt="" loading="lazy"></p><div class="note custom-block github-alert"><p class="custom-block-title">NOTE</p><p></p><ul><li>① 普遍使用的高级编程语言，有：C、C++、Java、Python、C#、JavaScript、Go、SQL 等。</li><li>② C 语言是“<a href="https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%BF%87%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E7%BC%96%E7%A8%8B" target="_blank" rel="noreferrer">面向过程</a>”的编程语言，已经脱离了计算机硬件，可以用来设计和开发<code>中等</code>规模的程序。</li><li>③ Java、C++、Python、C# 等都是“<a href="https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%9D%A2%E5%90%91%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E8%AE%BE%E8%AE%A1" target="_blank" rel="noreferrer">面向对象</a>”的编程语言（它们在“<a href="https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%BF%87%E7%A8%8B%E5%BC%8F%E7%BC%96%E7%A8%8B" target="_blank" rel="nore
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2024-08-19 07:48:27 +00:00
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