共有回帖数 0 个
-
这篇帖子源自本人发表在【汇编语言吧】“计算机学习之旅” 的后半部分。
原帖链接：http://tieba.baidu.com/p/3288451756?pn=1
----------------------------------------------------------------------------------------
我个人把计算机的学习分成如下阶段，但事实上，真正计算机入门至少也得学完计算机本科阶段的所有课程。目前本人正处在【进阶】阶段：
一、【入门】
------认真学完C Primer Plus就算入门了；
二、【初级】
------认真学完C++ Primer Plus、汇编语言、Windows程序设计（C/SDK）就算初级了；
三、【进阶】
------认真学完数据结构、组成原理、操作系统；
四、【高阶】
------算法导论、编译原理、计算机体系结构、Linux源码分析。
题外话：------如何阅读《深入理解计算机系统》
一、首先你得把封面封底认真看一下，至少也要瞄一眼作者是谁吧。
二、这套丛书是“计算机科学丛书”，出版者的话你可以不看，我认真看了，这里给你提供两个重要的信息：
------1、这套丛书是从Andrew S. Tanenbaum，Bjarne Stroustrup，Brain W.Kernighan，Dennis Ritchie，Donald E.Knuth等大师甄选出来的经典名作。
Andrew S. Tanenbaum非常有名的计算机教育家，他的书都很有名，比如《现代操作系统》、《操作系统设计与实现》、《计算机网络》等等，本人不久前买了本操作系统设计与实现，目前看完了第二章，感觉比较浅显易懂，不像其他的操作系统原理书籍深奥。另外作者开发了与UNIX兼容的操作系统MINIX，Linux就是由Minix发展过来的，据说Linus Torvalds（Linux之父）是Tanenbaum的学生。
Bjarne Stroustrup是C++之父，在数学和计算机科学中都获得了大师级的认证。
Brain W.Kernighan是Unix之父。
Dennis Ritchie是C语言之父，哈佛大学 学物理和数学出身的。
Donald E.Knuth，《计算机程序设计艺术》的作者，就不用多说了，比较变态！
------历史上很多计算机科学家都是数学牛人，比如冯若依曼，图灵，香农等等。
所以你要找书的话，直接输入“计算机科学丛书”就会发现很多经典的大师著作。
2、这套丛书有姊妹篇，“经典原版书库”，喜欢看英文原版的同学有福了。
三、译者序这部分你完全可以不看，但里面有一句话很重要，我摘录下来“本书是一座桥梁，它帮助程序员衔接了计算机系统各个领域的知识，为程序员构造一个概念性框架。要想获取更多关于计算机系统结构、操作系统、编译器、网络、并发编程方面的知识，还需要进一步阅读相关书籍”，最后一句是才是重点，学海无涯。。。。。。
四、前言部分
这必须得认真的读，不能跳过。
作者自云：领会这本书，你将成为极少数的“牛人”。------很有吸引力的字眼
读者所应该具备的背景知识：作者认为只要有一个Linux系统再加上C，C++就能阅读了。本人不完全赞同，至少还需要汇编语言的基础知识，再加上一点组成原理的知识（如果不喜欢深奥的理论，那么《编码的奥秘》是一个很好的选择）。
后面就是如何阅读本书了，作者给出了很好的建议，总结起来就是两点：多做题多实践（网站会提供本书的实验）。最后，这么经典的作品，至少也得来回看三遍吧。
----------------------------------本楼内容完全可以不看--------------------------------------
第一章 计算机系统漫游
-----------------------------
本章是对整本书内容的一个高度抽象。注意，我们这里用了抽象两字，而不是概括！！！
抽象------应该是计算机里面最为重要的概念了，没有之一！
第一次接触到抽象，是在C Primer Plus的函数一章，作者做了一个很形象的比喻----黑盒子。
是的，黑盒子---隐藏了具体的细节，程序员只要知道函数原型即接口。在具体的应用时，只要使用参数调用函数即可，而不用管具体函数是如何实现的，也就是说只要给定参数输入，函数就会给调用者一个输出值。
比如，要计算Sin(26)，若没有C标准库给我们提供的抽象（即接口），那么该如何计算呢？
从本质上来讲，计算机只能做加法和移位（然后在此基础上，可以把减法、乘除法转化为加法和移位），因此首先应该建立数学模型，把sin（x）函数转化为计算机能执行的加减乘除。如果你没学过高等数学或微积分，那么问题就来了，你首先必须学会极限，然后是导数、连续、微分、微分中值定理，最后还必须掌握微分学的倚天宝剑----Taylor公式。
下面是sin x函数的Taylor展开公式：
-------------------sin x = x - x^3 / 3! + x^5 / 5! - x^7 / 7! + ......--------------------------
在具体的实现过程中还涉及到算法，精度，浮点数的计算速度等很多问题。
从上我们发现，没有抽象，面对的将是无穷无尽的细节，即便你考虑很周全，你的程序也可能还有Bug。
而如果有标准库，我们只要知道函数原型 double sin（double x），然后double y = sin（26.0）即可，非常简洁。
第二次接触到抽象这一概念是还是在C Primer Plus的最后一章“高级数据表示”，这部分内容是非常重要的，作者深入浅出地讲解了ADT，解释了数据隐藏、封装以及接口等重要的概念，使读者可以很顺利地过渡到数据结构和C++的学习。
当然随着计算机的学习，接触到的抽象越来越多，对计算机的理解也会更加深刻！
----------------------------------------------------------------------------------------------------
本章提出了文件、虚拟存储器、指令级结构、进程、虚拟机等抽象，而本书的一个隐含主题就是对这些抽象进行详细的介绍。
作者从K&R的经典程序’‘Hello，world’‘开始：
#include stdio.h
int main(void)
{
------printf("hello, worldn");
------return 0;
}
讲解了这个程序整个生命周期中计算机系统内所发生的一系列事情，为我们展示了一次奇妙的计算机漫游。
（1）、使用编辑器创建文本文件hello.c，并将其保存在磁盘上；
（2）、预处理器将hello.c文件修改为hello.i文本文件，以下是预处理过程：
----------删除“#define”，对宏进行展开；
----------对条件预编译指令“#if”、“#ifdef”、“#else”、“#endif”等进行处理；
----------处理“#include”，将stdio.h等文件直接插入到程序文本中；
----------删除注释“//”、“/* */”；
----------添加行号和文件名标识；
----------保留#pragma编译器指令。
（3）、编译器将hello.i文件编译成hello.s汇编程序，编译过程很复杂，有一系列我完全搞不懂的过程，如：词法分析、语法分析、语义分析、中间语言生成、目标代码生成与优化等等，我想这部分内容应该属于《编译原理》中的内容了。
（4）、汇编器将hello.s文件按照机器指令对照表一一翻译成二进制文件hello.o;
（5）、链接器生成可执行目标程序hello，这个过程也是非常复杂，至少现在俺还不想去了解其中的细节（属于本书第7章的内容），这也是抽象给我们带来的好处。
（6）、在shell命令行解释器中输入./hello，将会运行以上的“hello，world”程序，让我们再详细看一下具体过程：
----------shell程序执行，输出提示符，等待我们输入命令；
----------从键盘输入“./hello”（命令行的第一个参数必须是command或可执行文件，这里显然是当前目录下的可执行文件）；
----------shell将hello文件从磁盘复制到主存；
----------操作系统将进程shell切换到hello进程，控制权交给hello；
----------执行main程序中的机器指令；
----------指令将“hello，worldn”从主存复制到寄存器文件，再从寄存器文件复制到显示器，最终显示在屏幕上。
在（6）这一步中，涉及到高速缓存、进程、操作系统、存储器层次结构、虚拟存储器等很多重要的概念，在本书的后面将一一进行讨论。
下面开始【CS：APP】第2章 信息的表示和处理
本章的亮点在于公式的数学推导与证明！
------------------------------------------------------------------------------
简单地讲，C语言就是用函数（算法）对 数据/结构 进行处理。
所以这一章研究了三种最重要的数字表示和处理，即：unsigned，
two*s-complement，floating-point。
首先作为程序员，对二进制和十六进制之间的转换应该非常熟悉，一个简单的方法就是记住A---1010，C---1100，F---1111.
书本练习题2.3之后，给出了Perl语言十进制和十六进制间的转换，下面给出C语言版：
----------------------------------------------------
#include stdio.h
#include stdlib.h //因为要使用atoi()函数
int main(int argc, char * argv[])
{
------int i;
------for (i = 1; i argc; i++) {
------------int val = atoi(argv);
------------printf("%#0x = %dn", val, val);
------}
------return 0;
}
------------------------------------------------------
说明：较大数值之间的转换用计算机或计算器会更方便!
以上程序将命令行参数的十进制表示为十六进制，下面的程序是将十六进制转换为十进制：
----------------------------------------------------
#include stdio.h
#include stdlib.h //因为要使用strtol()函数
int main(int argc, char * argv[])
{
------int i;
------for (i = 1; i argc; i++) {
------------char *end;
------------long val = strtol(argv, &end, 16);
------------printf("%#0x = %ldn", val, val);
------}
------return 0;
}
------------------------------------------------------
说明：strtol()函数原型如下：
long strtol(const char *nptr, char ** endptr, int base);
其中nptr是一个指向需要转换的字符串指针，endptr是指向标志输入数字的结束字符串的指针的地址，base是数字的基数。
# gcc -o test test.c
# ./test 64 1f4 2ef
程序输出如下：
0x64 = 100
0x1f4 = 500
0x2ef = 751
在书本28页给出了一个show_bytes()函数：
-----------------------------------------------------
typedef unsigned char *byte_pointer;
void show_bytes(byte_pointer start, int len)
{
------int i;
------for (i = 0; i len; i++)
------------printf(" %.2x", start);
------printf("n");
}
-------------------------------------------------------
这里要注意，因为start指针是指向一个字节序列，所以show_bytes()函数将打印出每个以十六进制表示的字节。
该程序用以说明字节顺序是使用“大端表示”还是“小端表示”对于系统级编程是完全可见的，当然，在一般情况下，机器所使用的字节顺序是完全不可见的。
另外，typedef和#define 是很有用的，尤其是在Windows程序设计中，这会很大地提高程序的可读性，比如：
int x = 16;
int y = 28;
就不如下面程序的可读性强：
typedef int height;
typedef int weight;
height x = 16;
weight y = 28;
27页作者给出了“端”（endian）的起源，很有意思
George Boole给出了布尔代数，而Claude Shannon首先建立了布尔代数和数字逻辑之间的联系，这对计算机的发展至关重要，因为计算机本质上就是运用继电器（晶体管）网络来进行数字电路的布尔代数运算。
布尔运算|、&和~形成了一个布尔代数；而^、&和~形成布尔环。环首先是一个加群（Abel群或交换群），因此对于加法运算^，每个元素应该存在逆元，显然，
a ^ a = 0，也就是说每个元素的加法逆元是其本身。
练习题2.10给出了 a ^ a = 0 及 ^ 运算可交换结合的一个应用：
当然，不引进变量交换两数也可以这样做：
void swap(int &x, int &y) //C++中的引用，也可用C指针
{
------x = x + y;
------y = x - y;
------x = x - y;
}
作者强调，这样做并没有性能上的优势，只是一个智力游戏。
接下来的练习题2.11是对上一练习题中inplace_swap()函数的一个应用，这里强迫大家在编程过程中要注意细节和特殊情况。
练习2.12和2.13特别强调了对C语言中的位级运算|、&、~、^的熟练掌握和灵活应用，其中一个重要的应用就是实现掩码运算。
练习题2.13比较灵活，要求理解集合中对称差Symmetric Difference、异或Exclusive_OR之间的关系：
对称差是集合间的运算，两个集合A和B，其对称差AΔB有几种等价的定义方式：
AΔB = (A - B)∪(B - A)
AΔB = (A∪B) - (A∩B)
或者用 XOR 运算表示：
A Δ B = { x : (x ∈A) XOR (x ∈B) }.
对称差可以在任意布尔代数中定义，写作
x Δ y = (x ∨ y) ∧ ¬(x ∧ y) = (x ∧ ¬y) ∨ (y ∧ ¬x).
由上分析知：
x ^ y = (x & ~y) | (y & ~x);
所以得到：
int bool_xor(int x, int y)
{
------int result = bis(bic(x, y), bic(y, x));
------return result;
}
楼主 2015-07-15 13:45 回复
Copyright © 2010~2015 直线网 版权所有,All Rights Reserved.沪ICP备10039589号
意见反馈 |
关于直线 |
版权声明 |
会员须知
