程序活动记录&程序调试&多线程编程

内存空间

程序在执行时，传递给CPU的地址是逻辑地址，由段选择符和偏移量组成。逻辑地址必须映射成线性地址，再映射为物理地址才能访问物理内存。

a.逻辑地址转化为线性地址：逻辑地址以“段寄存器:偏移地址”形式存在，通过段寄存器里的索引找到段基址，再加上段偏移量，得到线性地址。

b.线性地址转化为物理地址：线性地址分为页目录项、页表项和页偏移组成。页目录索引+页目录基址得页表基址，页表基址+页表索引得页基址，页基址+页偏移得物理地址。

程序的内存布局为：全局变量区、静态常量数据、代码区、变量、堆、空闲区、栈区。

堆：由程序员分配和释放，malloc()/free()，new/delete，内存区域不连续（链表），速度较慢。栈：系统自动分配和释放，连续内存空间（栈帧），用于存放函数的参数值、局部变量的值等。

汇编基础

a.CPU由运算器、控制器、寄存器组和内部总线构成。

b.系统总线：包括控制总线、数据总线和地址总线。数据总线双向，用于传送数据信息。地址总线单向，用于传送地址。控制总线双向，用于传送控制信号，如读写、中断响应信号等。

c.寄存器：通用寄存器：EAX,EBX,ECX,EDX；源变址目的变址寄存器：ESI,EDI；栈寄存器：SS,ESP,EBP；代码段寄存器/程序指令寄存器：CS,IP；数据段寄存器：DS；附加段寄存器：ES；标志寄存器：ZF零标志、AF辅助进位标志、PF奇偶标志、SP符号标志、CF进位标志、OF溢出标志

d.汇编指令：MOV,ADD/ADC,SUB/SBB,PUSH/POP,LEA,CMP,JMP,JXX,LOOP,CALL/RET,INT/IRET。

调试方法

a.动态调试：断点、执行、查看。单步执行通过设置程序标志寄存器的TF位来实现，程序从断点处停止，单步跟踪后运行到下一断点处。

b.静态调试：程序或系统崩溃后产生的dump或core文件，进行事后分析。

多线程编程：提高程序的并发度和运行效率

进程：程序的动态执行过程，包括代码加载、执行到执行完毕的完整过程，是资源分配的基本单位。

线程：进程中执行运算的最小单位，是CPU调度运行的基本单位。易于调度、提高并发性、开销少、有利于发挥多处理器的功能。线程运行过程中需要同步与互斥，不同进程的线程间要利用进程通信的办法实现同步。

同步互斥机制

临界区：通过对多线程的串行化来访问公共资源，用来控制数据访问。

互斥量：为协调共同对一个共享资源的单独访问而设计。

信号量：为控制同时访问共享资源的最大线程数目而设计。

事件：用来通知线程有事已发生，从而启动后继任务。

进程间通信方式

共享内存：内存映射文件，通过多个进程映射同一个文件对象的视图来实现，意味着共享物理存储器的同一个页面。
管道：进程通信的特殊文件，分为匿名管道和命名管道。匿名管道用于本地系统中父进程和子进程间的通信，命名管道通过一个名字进行标识，使客户端和服务器端可以通过该管道进行通信。

信号量：一个计数器，用于处理进程或线程临界资源访问的同步问题，临界资源可能是一段代码、一个变量或某个硬件。

共享文件：用于通信的文件被一个进程打开并向其中写数据，而另一个进程则将文件打开从里面读数据。

消息机制：windows操作系统提供的驱动机制，利用消息进行进程通信就是使用消息激活某种操作的过程。