linux内核分析 第一周

计算机是如何工作的

• 冯·诺依曼理论的要点是：

    数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。
  

• 冯·诺依曼体系结构

  根据冯·诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能：把需要的程序和数据送至计算机中。必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。能够按照要求将处理结果输出给用户。

  为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件，包括：输人数据和程序的输入设备、记忆程序和数据的存储器、完成数据加工处理的运算器、控制程序执行的控制器、输出处理结果的输出设备。

通过汇编一个简单的C程序，分析汇编代码

• 实验截图

• 汇编代码

    g:
    pushl	%ebp
    movl	%esp, %ebp
    movl	8(%ebp), %eax
    addl	$1, %eax
    popl	%ebp
    ret
    f:
    pushl	%ebp
    movl	%esp, %ebp
    subl	$4, %esp
    movl	8(%ebp), %eax
    movl	%eax, (%esp)
    call	g
    leave
    ret
    main:
    pushl	%ebp
    movl	%esp, %ebp
    subl	$4, %esp
    movl	$12, (%esp)
    call	f
    addl	$2, %eax
    leave
    ret
  

• 堆栈变化截图

总结

计算机通过堆栈的变化存储和处理代码段的数据，实现代码段指令的功能，从而进一步实现计算机整体的功能。冯·诺依曼体系结构的计算机的软件和硬件方面存在一定的“间隔”，同一个操作需要不同的操作码来区别不同的意义，这么在一定程度上限制了计算机的发展。

相关课程：《Linux内核分析》MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000