Lecture 1:Course Overview
#1 Ints are not Integers,Floats are not Reals
- Example one:
数理观点：对于一个实数，其平方运算得到的结果必然是一个非负数。
计算机视角：
因为运算之后很可能会发生溢出，得到一个负数结果。
- Example two：
数理观点：加法是满足交换律和结合律的
计算机视角：
因为浮点数的表示通常是有精度的，对于-1e20这样的数，3.14显得微不足道，索引上图最后一个式子的运算结果是0
- Conclusion:
上面这种规则的错乱都归结为一个事实：在计算机中用有限的位组合形式表示在数域中无限扩张的数，因此在如何实现功能上会有一些妥协。
以上就是接下来的课程中的第一大模块——数的表示和运算
#2 You’ve got to konw Assembly
有关于如何获取编译器编译得到的C指令，并着重于分析Intel 指令
#3 Memory Matters
- 基本任务——了解有关于内存系统方面的一些知识
现代计算机往往采用分层存储的系统，试图同时给使用者高性能的表现和较大的储存容量
2. 分析一个有意思的weak program
我将上段程序在本机上的GCC上进行运行，得到的结果与Slide中显示的结果相差无几
分析原因
①数据如何在内存中布局
上图是结构体定义之后，各数据元素在内存中的布局，每一个单元在内存中对应4个字节。
②与内存的访问方式有关
gcc编译器在访存的时候默认不会进行边界检查
③程序结果分析
- 如果只是引用a[0]和a[1]，会按照程序既定的逻辑进行访问，但是如果访问a[2]和a[3]，那么实际上是对d的值进行了改变。
- 如果再继续往上进行访问，在slide和自己的例子中都是在调用fun(6)的时候，程序会崩溃。
因为此时可能修改了这个程序的某些状态，这些状态被用于维持程序运行，最有可能的就是用于记录已经分配的内存，这就导致了程序崩溃。
#4 There’s more to performance than asymptotic complexity
- 主要任务
从程序的角度增加性能
“我们所学习的很多课程，更多地强调在正确的数据结构中获得正确的算法”
“但是一些程序往往需要一些低级别的优化，这就要求我们了解系统的运行规律”
- 从一个经典案例理解程序结构和系统优化对于性能的影响
如上图所示的两段程序，其逻辑功能都是为了实现将一个2048x2048的原数组移动到目标数组中。
但是左边的程序实现的为行优先，右边的程序实现的为列优先，在某一特定机器上，效率有十分大的差异。
而这个差异与内存层次结构中的缓存有关。
#5 Computers do more than execute programs
基本目标
建立一个意识，计算机除了孤立地执行一段程序，而且能够通过网络获取彼此交谈，实现像web服务器这样的服务。
一台计算机不仅仅是孤立的机器，而且是通过网络彼此互联的计算机，也是与物理世界交互的嵌入式控制器。
后记
本文为B站《CMU|CSAPP》课程的随课笔记，欢迎一起探讨和交流~
【精校中英字幕】2015 CMU 15-213 CSAPP 深入理解计算机系统 课程视频