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从helloworld开始,理解程序

王朝other·作者佚名  2006-01-09
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说在前面:虽然笔记这个东西是应该越简明越好的。可是谁叫我菜鸟呢,如果今天写的太简单了,明天没准自己就看不懂了。还有其他的原因,我看的是英文版,我已经生怕自己的理解出现错误。如果我精简一下,可能明天就糊涂了。而且大家看到了错误也比较容易就指出来。菜鸟的笔记是比较冗长的,其实我也尽量的少写点,希望您多担待着点。

#include

int main ()

{

std::cout将告诉预处理程序读取系统中关于iostream的内容,然后直接插入到源程序的文本文件中,结果是生成了一个新的文件。

第二步是编译,这个新的文件被转换成了低级的机器语言指令,依然保存为文本文件。

第三步是链接,程序里使用了库函数之类的东西,比如cout就是一个类,它存在于库中。链接就是把它合并到编译好的文件中去。

这样生成了目标文件,最后生成可执行文件。不妨打开vc/myproject/hello/debug/, 可以看到有目标文件.obj,预编译头文件.pch,链接生成的中间文件.ilk。

3 程序的执行

当我们双击可执行文件hello时,计算机会干什么呢?这个来自i/o(这里是鼠标)的信号会通过总线和i/o bridge联系到cpu,cpu发出指令后,计算机会立刻把硬盘上的目标文件复制到内存。复制的过程将不打扰cpu,而是使用直接存储存取(DMA)。当代码和数据完全复制到内存后,cpu执行编译好的机器指令,首先是主程序main。Hello的指令就是将“helloworld\n”这个字符串复制到cpu内的寄存器,然后从这里发送到显示器。

4 操作系统

从写入程序到执行程序,从来都没离开过操作系统的帮助。可以把操作系统看作应用程序和硬件的接口,因为计算机是通过操作系统来管理硬件的,应用程序要使用硬件就必须操作系统答应。这不得不提到进程,因为你编程的同时也许正听着mp3。操作系统是这样工作的,当你要运行hello时,操作系统将假设只有这个hello在运行,hello将完全霸占cup,内存,i/o设备,hello将不受打扰的工作,这个概念就是进程。现在操作系统把进程交给hello程序,这个进程完全属于hello拥有,其他程序不可能使用这个进程来访问硬件。为什么你的mp3依然没有停止呢,因为计算机使用了多进程。每个进程都是很排外的,只忠心于一个程序。多进程使得所有运行着的程序是看来同时进行的。其实,它们是交替的,cpu处理完一个指令后,将等待其他硬件作出反馈。这段时间,cpu将执行其他进程的指令。其他硬件的工作也是这样。

5 虚拟内存

既然操作系统总是认定同时只有一个程序在使用所有的计算机资源,为了满足操作系统,虚拟内存使得每个进程都认为只有自己在使用内存。之所以能这样,因为虚拟内存的内容都是放在硬盘上,而且分配好了不同的区域,每个进程有自己独有一些区域。这个时候,内存被用作高速缓存。

虚拟内存空间使得每个进程都由一些被定义好的,目标明确的区域组成。

一,数据和代码区域:代码总是在固定的地址开始,这个地址紧紧跟在C++语言的全局变量的地址后面。代码和数据的区域由可执行的程序初始化,比如是hello。

二,堆:数据和代码区域后面跟着的就是运行堆,跟代码和数据的区域不通,堆的大小是不固定的。它会伸缩,至于是“伸”还是“缩”,就看c++的了,这是个动态分配问题,当使用new时,堆就“伸”,delete就“缩”。

三,共享库:这个区域让数据和代码共享C++的标准库,数学库(比如iostream,cmath)等等。

四,栈:它在用户的虚拟地址空间的顶部,编译器用来实现函数调用。它的大小也是伸缩的,当调入一个函数时,它就“伸”了。

五,内核虚拟存储:它是操作系统的一部分,一直都存在于内存中。应用程序不能对这个区域读写,也不能直接调用属于它的函数。

一个程序是如何在计算机系统上实现的,基本上已经明白了。接下来,我就要学习具体的c++的语法,句法了。在一份程序员的试题上,我看到过这样一句:“以下题目只测试编写规范代码的能力。与智力和开发能里无关。”看来学完基本的语法,句法是编程的九牛一毛。这个过程可不能太长,我要尽量快点。当然,高手一星期能看完的书,菜鸟我可能会看很久。但是,我一定要学快点。数据结构,算法,它们都在等着我呢。

 
 
 
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