程序员自我修养--链接、装载与库

第一部分

 问题：

对于一个C程序而言，要清楚以下几个问题：

1、程序为什么要被编译器编译了之后才可以运行？

2、编译器在把C语言程序转换成可以执行的机器码的过程中做了什么，怎么做的？

3.最后编译出来的可执行文件里面是什么？除了机器码还有什么？他们怎么存放的，怎么组织的？

4、#include<stdio.h> 是什么意思？

5、不同的编译器（Microsoft VC、GCC）和不同的硬件平台（x86、SPARC、MIPS、ARM），以及不同的操作系统（windows、linux等），最终编译出来的结果一样吗？为什么？

6、hello world程序是怎么运行起来的？操作系统是怎么装在它的？它从哪里开始执行，到哪儿结束？main函数之前发生了什么？main函数结束以后又发生了什么？

7、如果没有操作系统，hello world可以运行吗？如果要在一台没有操作系统的机器上运行hello world需要什么？应该怎么实现？

8、printf是怎么实现的？它为什么可以有不定数量的参数？为什么它能够在终端上输出字符串？

9、hello world程序在运行是，他在内存中是什么样子的？

 

对于系统开发者来说，有三个部件最值得关注：中央处理器CPU、内存和I/O控制芯片，这三个不见是计算机的核心。

人们在制造CPU的工艺方面已经达到了物理极限，CPU的频率被现在的4GHz限制。因此，人们从另外一个角度来提高CPU的速度，就是增加CPU的计算机，其中最常见的是对称多处理器（SMP）。增加cpu就可以提高运行速度，但也并非如此，比如生孩子。

 

 

系统软件可以分成两块，一块是平台性的，比如操作系统内核。驱动程序、运行库，另外一块是用于程序开发的，比如编译器、汇编器、连接器等开发工具和开发库。

 

 每个层次之间都需要相互通信，必要有一个通信的协议，称为接口。接口的下面那层是接口的提供者，由它定义接口：接口上面那层是接口的使用者，它使用该接口来实现所需要的功能。每个中间层都是对它下面的那层的包装和扩展。

在软件体系中，位于最上层的是应用程序，比如网络浏览器等。开发工具与应用程序时属于同一个层次的，使用同一个接口，操作系统应用程序编程接口。

运行库使用操作系统提供的系统调用接口，系统调用接口在实现中以软件终端的方式提供。

分时系统：可以同时运行多道程序，每个程序运行一段时间以后都主动让出CPU给其他程序。但如果一个程序在进行一个很耗时的计算，霸占CPU不放，操作系统也没办法。

多任务系统：操作系统接管所有的硬件资源。所有应用程序都以进程的方式运行在比操作系统权限更低的级别，每个进程都有自己的独立的地址空间，使得进程之间的地址空间相互隔离。CPU由操作系统同一进行分配，每个进程根据进程优先级的高低都有机会得到CPU，如果运行时间超出了一定的时间，操作系统会暂停该进程，将CPU资源分配给其他等待运行的进程。这种分配方式叫做抢占式。

硬盘结构：

硬盘基本存储单位为扇区，每个扇区一般为512字节。一个硬盘有多个盘片，每个盘片分两面，每面按照同心圆划分为若干个磁道，每个刺刀划分为若干个扇区。