懒癌发作,本来计划是两到三天就一个unit的,没想到一直拖到今天才完成第二部分(6-8章)。

第6章,介绍了hack汇编到二进制,也就是用翻译到01来表示。从课后习题来看,这一章目的就是设计一个程序(汇编编译器),按汇编规范(规则)来将asm文件转换成hack文件。从实现来讲,就是逐句翻译成对应的代码就行了,难度并不大。重点是要理解翻译完之后,背后的硬件是如何执行的。首先明白这一部分的硬件构成,有ALU运算单元,A、D高速寄存器,RAM内存,ROM指令内存。在明白hack命令的16位数字每一位分别代表的意义之后,就可以直接进行转换程序的设计了。这个语言是一种很底层的语言,语法特点是先定位到特定的地址,然后再对地址的内容进行操作。

第7章,介绍了VM虚拟机。首先解释了,我们都知道,无论我们运用哪种语言就行编程,最终都会转换成一系列的0和1,但是并不是说高级语言一下子就能转成0和1,因为每个硬件结构都不太如一,也就是硬件的API不尽相同,而高级语言的API也不尽相同,现在引入一个新的概念,虚拟机,也就是VM层,这一层的好处就是,极大地提高了通用性(?,不知道怎么形容会更好,书中是这样说的:高级语言编写的程序一旦被编译成VM代码,那么就可以在任何配备了对应VM实现机制的硬件平台上运行)。

个人理解就是,vm层是介于高级语言(就是我们日常接触的编程语言)和底层语言(汇编语言)中间的部分。

当然这章还引入了一个非常重要的概念,就是堆栈(LIFO,后进先出),堆栈这个模型真是美妙得不知道怎么形容。书中表达了一个观点:任何算术表达式和布尔表达式(不管多复杂)都能被系统化地转成一系列在堆栈上的简单操作,并系统化地计算出来(这句话表达了个很厉害的观点,我个人理解就是体现了计算机中一个很重要的概念:抽象,无论是任何式子,都能够被分解成简单的小部分。)

这章的课后习题就是先构造VM编译器的一部分,实现其中的算术运算,访问内存等功能。具体实现也就是逐句翻译,当然要理解堆栈中,指针的变化,如何将A、D寄存器作为中间存储器来实现对M(内存)内容的修改。

第8章,完善VM编译器。因为高级语言必定不可能是按直线顺序由头执行到尾的,其中一定会有跳转,换句话说就是突然从这里跳到那里,然后又回到这里,那么有一个必须需要做的工作就是,保存现场,这个时候又体现了堆栈这个模型的美妙之处,在调用子程序的时候,先将现场的各个参数(指针)压到栈里,然后等于重新在一个空的栈来执行子程序,子程序执行完之后,保存好返回的数值,又按之前存好的指针,回到之前的现场。

这个堆栈个人理解就是一个单进程(线程)的模型,同一时间,只处理栈顶部分的数据,调用子程序的时候,就是先保存现场,然后在栈顶压入子程序,处理完又回到主程序,这个设计真是很美妙啊。最终栈中为空,就意味处理完所有东西了。

这一章的课后习题其实也等于是逐句翻译,但是翻译到最后两个题时,就出错了,暂时发现自己思维已经陷进去了,除了重构找不到解决办法,但是又不想重构,所以就先放下了。

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