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，什麼語言都無所謂了。公司專案挺忙，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》、《程式設計師的自我修養》、《現代作業系統》三本書，然後順帶看了看編譯，彙編相關的知識， 也在網上查了不少資料。突然發現好多東西其實是大學裡都學過，這也算是工作6年對以前知識的一個總體的複習吧。在不同時期看相同的書，總會有不同的收穫。

對於一個應用層的開發者來說，不瞭解CPU是如何工作的，記憶體是如何佈局的，多程序是怎麼實現的並不會影響他寫出好的應用程式。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。但是看了那麼多武俠劇，那些路人甲，宋兵乙為什麼總是被大俠們狂虐？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。大俠們內功那裡來的？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麼寫一個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，在沒有乾爹的情況下，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，後面大部分都是學校都學過，從純硬體的類比電路，數位電路，到軟硬體相關的計算機組成原理，計算機體系結構，再就是最底層的作業系統，編譯原理，彙編，C語言，到上層存軟體的開發語言。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。但是工作後基本不會接觸，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彙編命令。你就不要為難我要我用匯編寫個完整程式；我可以說說Linux裝置驅動結構，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體，寫彙編，寫驅動，所以也不要奇怪為什麼我有時還會看看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瞭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，這也是個高階大氣上檔次的工作。但是你是否真的瞭解你每天都在用的計算機，你又是否真的瞭解你自己寫的程式呢？當一個人問你計算機是怎麼工作的時候，你會不會一臉茫然的想，我怎麼從來沒想過這個問題？

1. 我們的程式碼是如何被編譯成可執行檔案的？
2. 程式是如何被CPU執行的？
3. 程序和執行緒到底是什麼東西？
4. CPU的指令和組合語言和程式庫和開發語言有什麼關係？
5. 為什麼系統可以同時執行多個程式，是如何做到的？
6. .NET的編譯出來的是託管程式碼，和C++的Native程式碼執行有區別嗎？
7. 為什麼我new了1G的記憶體空間，實際記憶體卻沒變化？

如果你能很確定的回答這些問題，那麼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，主要涉及的是軟體方面的，硬體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式打交道的碼農來說，這個程度的瞭解也是比較合適的。整個學習過程也就是看書，查資料，再重新看書，再查資料，最後總結。裡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。 文章裡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：

• 《深入理解計算機系統》– 這是外國大學的教材，可以多花點時間看，總體理解計算機體系結構和原理
• 《現代作業系統》 – 挺不錯，幫助理解作業系統運作方式
• 《Linux核心設計與實現》–《linux kernel development》簡稱lkd ，先大概看一遍，很多地方不懂，學習了其他在重新看
• 《程式設計師的自我修養》 – 相當好的一本書，主要介紹程式編譯和載入，瞭解程式到底怎麼開始執行
• 《Windows核心程式設計》 – 《Windows Programming》 以前看過2遍了，看過了lkd，準備再看一邊進行對比
• 《80x86組合語言程式設計教程》 – 回一下定址方式，暫存器的作用
• 《Linux裝置驅動開發詳解》 – 大概瀏覽了幾章，還不錯，雖然沒做個 ，但是比較容易懂
• 《Android核心剖析》 – 最近剛開始看，和這裡寫的東西可能沒太大關係，而且偏Framework層
• 網上搜索的文章，論壇，部落格等等….

還有一些沒讀的

• 《計算機程式的構造與解釋》– 看了下目錄，有空再隨便翻翻
• 《深入理解Linux核心》 –《understading the linux kernel》簡稱utlk ，很經典的一本書，相對於lkd更加深入
• 《Linux裝置驅動程式》–《linux device drivers》簡稱ldd ，驅動開發，可以大概瞭解下
• 《深入分析linux核心原始碼》 – 需要結合原始碼比較好吧，不一定會去看了
• 《深入解析Windows作業系統》 – 《Microsoft Windows Internals》和Linux的對照著看看
• 《ARM體系結構與程式設計》– X86弄完後瞭解下ARM架構，估計不太看得懂

主要是Linux相關的書比較多，但是後續文章中一些內容都是比較通用的，有些地方會寫出Windows和Linux的差異。其中ldd，lkd，utk三本經常看到論壇大神回答問題是說你看那看utk那裡那裡就知道了，我後來搜尋發現我也看了2本了，雖然只是瞭解性的看了看。

計算機原理學習（8）– 程序的記憶體對映和記憶體共享

計算機原理學習（9）– 可執行檔案的編譯和結構

計算機原理學習（10）– 可執行檔案的載入和執行

計算機原理學習（11）– 程序的記憶體佈局

(TBD) 2014.4.26 Update