《程序是怎样跑起来的》学习笔记

程序是把寄存器作为对象描述的。
程序计数器：决定程序流程；存储下一条指令所在内存的地址
标志寄存器：存储运算处理后的CPU的状态
基址寄存器：存储数据内存的起始地址
变址寄存器：存储基址寄存器的相对地址
累加寄存器：存储执行运算的数据和运算后的数据
指令寄存器：存储指令。CPU内部使用，程序员无法通过程序对该寄存器进行读写操作。
栈寄存器：存储栈区域的起始地址。
通用寄存器：存储任意数据

1.3. 决定程序流程的程序计数器

1.4. 条件分支和循环机制

1.5. 函数的调用机制

【机器语言中call指令】

函数调用使用的是call指令，而不是跳转指令
在将函数入口地址设定到程序计数器之前，call指令会把调用函数后要执行的指令地址存储在名为栈的主存内。

【机器语言中的return指令】

函数处理完成后，再通过函数的出口来执行return命令。
return命令的功能是把保存在栈中的地址设定到程序计数器中。

【跳转指令和call&return指令的区别】

跳转指令不涉及栈
call和return涉及栈

1.6. 通过地址和索引实现数组

1.7. CPU的处理方式其实很简单

2. 数据是二进制数表示的

2.1. 用二进制数表示计算机信息的原因

字节是信息的基本单位

2.2. 什么是二进制数

2.3. 移位运算和乘除运算的关系

左增右减
可以替代乘除法

4. 便于计算机处理的"补数“

计算机在做减法时，实际上内部在做加法运算。
【补数】

表示负数
补数就是用正数表示负数
补数的计算方式：取反加1
将二进制数的值取反加1的结果，和原来的值相加，结果为0。即一个数和它的补数相加为0。

2.5. 逻辑右移和算数右移的区别

左移时逻辑左移和算数左移都只需要在空出来的低位补0即可；右移时算数右移和逻辑右移有区别。
逻辑右移：移位后，需要在空出来的高位补0。
算数右移：移位后，需要在空出来的高位补符号位的值（0或者1），正数补0，负数补1。

2.6. 掌握逻辑运算的窍门

3. 计算机进行小数运算时出错的原因

3.1. 将0.1累加100次也得不到10

3.2. 用二进制数表示小数

3.3. 计算机运算出错的原因

3.4. 什么是浮点数

浮点数：用符号、尾数、基数和指数这四部分来表示的小数。

3.5. 正则表达式和EXCESS系统

3.6. 在实际的程序中进行确认

3.7. 如何避免计算机计算出错

回避策略
小数转换为整数
BCD方法

2.8. 二进制数和十六进制数

4. 熟练使用有棱有角的内存

4.1 链表使元素的追加和删除更容易

4.2 二叉查找树使数据搜索更有效

5. 内存和磁盘的亲密关系

5.1 不读入内存就无法运行

5.2 虚拟内存把磁盘作为部分内存来使用

5.3 节约内存的编程方法

通过DLL文件实现函数共有
通过调用_stdcall来减小程序文件的大小

6. 亲自尝试压缩数据

6.1 文件以字节为单位保存

6.2 用二叉树实现霍夫曼编码

7. 程序是在何种环境中运行的

8. 从源文件到可执行文件

8.1 计算机只能运行本地代码

8.2 程序加载时会生成栈和堆

栈：用来存储函数内部临时使用的变量（局部变量），及函数调用时所用的参数的内存区域。
堆：用来存储程序运行时的任意数据及对象的内存区域
相同点：内存空间都是程序运行时得到申请分配
不同点：栈的数据的内存空间由编译器自动申请和释放，不需要程序员负责；堆的内存空间需要根据程序员编写的程序，来明确申请和释放，这就极容易造成内存泄漏。

9. 操作系统和应用的关系

10. 通过汇编语言了解程序的实际构成

本书最重要的一章，可以多看几遍。

10.1 函数的调用机制

10.2 函数内部的处理

函数的参数是通过栈来传递，返回值是通过寄存器来返回的。

10.3 始终确保全局变量用的内存空间

10.4 临时确保局部变量用的内存空间

10.5 循环处理、条件分支的实现方法

高级语言的循环处理和条件分支在汇编语言里面都会用到cmp指令和跳转指令。

10.6 了解程序运行方式的必要性

11. 硬件控制方法

12. 让计算机“思考”

Jock2018

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