1.1信息就是位（bit）+上下文
hello world程序：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello,world\n");
return 0;
}
通过文本编辑器保存的hello world程序代码文件称为源程序，扩展名为.c。文件中所有字符都是由0和1组成的位（bit）（1byte=8bit）表示，每个英文字母和标点符号都用一个字节表示（ASCII编码）。具体如下图所示。
源程序以字节序列的方式储存在文件中，每个字节表示一个整数值，对应特定字符。
据此程序我们可以引申一下——计算机世界的所有信息都是用0、1表示的bit序列。根据上下文的不同，一个同样的字节可能表示一个整数、浮点数、字符串或者是机器指令。
1.2 程序被其他程序翻译成不同的格式
系统只能运行打包成可执行目标程序格式的二进制磁盘文件。
在Unix系统上，由编译器驱动程序（GCC）完成从源程序到可执行目标文件（可执行目标程序）转换。这一转换可分为四个阶段，分由四个程序完成（预处理器、编译器、汇编器、连接器），它们共同组成编译系统。如下图：
- 预处理阶段：根据hello程序中的#开头指令插入特定的内容。#include<stdio.h>命令告诉预处理器读取系统头文件的stdio.h的内容，并插入到源程序中。
- 编译阶段：翻译成汇编语言。汇编语言是低级机器语言，为不同高级语言的不同编译器提供通用的输出语言。
- 汇编阶段：翻译成机器语言指令（二进制），指令被打包成可重定位目标程序。
- 链接阶段：调用一个名为printf.o的单独预编译好的目标文件，以满足源程序调用printf函数的需要。合并二者。得到最终的可执行目标文件。
1.4 处理器读取并解释可执行目标文件。
执行命令：
linux> ./hello
hello,world
./是指当前目录。上述执行的操作在shell程序中，shell是一个命令行解释器。如果该命令行的第一个单词不是一个内置的shell命令，shell就会把它当做可执行文件，加载并运行。
1.4.1系统的硬件组成
典型的系统硬件组成图：
- 总线：贯穿整个系统的一组电子导管。携带字节信息在各个部件间传递。机器字长（32位，64位）即是总线传送定长字节块的字节数。
- I/O设备：示例中包含四个I/O设备：键盘、鼠标、显示器、磁盘。它们都通过控制器或者适配器与I/O总线相连。控制器与适配器的主要是封装方式不同：控制器是I/O设备本身或者是主板上的芯片组。适配器是插在主板上的卡；它们负责将信息传递到I/O总线。
- 主存：临时储存设备。处理器执行程序时，用来存放程序和程序处理的数据。物理上：主存是一组动态随机存取储存器（DRAM）芯片组成。逻辑上：是一个线性字节数组，每个字节都有数组索引（称为地址）。
- 中央处理器（CPU），简称处理器。解释或执行主存里的指令引擎。核心是程序计数器（PC），CPU中最重要的寄存器，指向主存的某条机器语言指令的地址。寄存器文件包含一些单字长（字长取决于总线的设计）的寄存器组成。
- 相关操作：
☆ 加载：从主存复制一个字节或者一个字（汉字在大部分编码格式中占两个字节）到寄存器，覆盖寄器原来的内容。
☆ 储存：从寄存器复制一个字节或者一个字到主存，覆盖某个位置的内容。与加载互逆。
☆ 操作：两个寄存器的内容被复制到ALU（算数/逻辑单元）,ALU对两者做算数运算，把结果存放于一个寄存器中，覆盖原来内容。
☆ 跳转：从指令本身中抽取一个字，并复制到程序计数器中，覆盖原来的值。
1.4.2运行hello程序 - 输入字符串时“./hello”时，shell程序将字符逐一读入寄存器文件中的寄存器，再搬运到内存。如图：
- 按下回车键时，shell程序执行一系列指令加载可执行目标文件——hello程序。这些指令将hello目标文件中的代码和数据从磁盘复制到主存。利用直接存储器存取（DMA）技术，数据可以不通过处理器从磁盘直达内存。一旦目标文件被加载至主存，处理器就开始执行main程序中的机器语言指令。这些指令将“hello，world\n"字符串的字节从主存复制到寄存器文件（加载），再从寄存器文件中复制到显示设备，最终显示在屏幕上。如图：
至此，hello程序从编译到执行的生命周期结束。
