1.1資訊就是位（bit）+上下文

hello world程式：

#include <stdio.h>

int main()
{
 	printf("hello,world\n");
 	return 0;
}

通過文字編輯器儲存的hello world程式程式碼檔案稱為源程式，副檔名為.c。檔案中所有字元都是由0和1組成的位（bit）（1byte=8bit）表示，每個英文字母和標點符號都用一個位元組表示（ASCII編碼）。具體如下圖所示。 源程式以位元組序列的方式儲存在檔案中，每個位元組表示一個整數值，對應特定字元。

據此程式我們可以引申一下——計算機世界的所有資訊都是用0、1表示的bit序列。根據上下文的不同，一個同樣的位元組可能表示一個整數、浮點數、字串或者是機器指令。

1.2 程式被其他程式翻譯成不同的格式

系統只能執行打包成可執行目標程式格式的二進位制磁碟檔案。 在Unix系統上，由編譯器驅動程式（GCC）完成從源程式到可執行目標檔案（可執行目標程式）轉換。這一轉換可分為四個階段，分由四個程式完成（前處理器、編譯器、彙編器、聯結器），它們共同組成編譯系統。如下圖：

• 預處理階段：根據hello程式中的#開頭指令插入特定的內容。#include<stdio.h>命令告訴前處理器讀取系統標頭檔案的stdio.h的內容，並插入到源程式中。
• 編譯階段：翻譯成組合語言。組合語言是低階機器語言，為不同高階語言的不同編譯器提供通用的輸出語言。
• 彙編階段：翻譯成機器語言指令（二進位制），指令被打包成可重定位目標程式。
• 連結階段：呼叫一個名為printf.o的單獨預編譯好的目標檔案，以滿足源程式呼叫printf函式的需要。合併二者。得到最終的可執行目標檔案。

1.4 處理器讀取並解釋可執行目標檔案。

執行命令：

linux> ./hello
hello,world

./是指當前目錄。上述執行的操作在shell程式中，shell是一個命令列直譯器。如果該命令列的第一個單詞不是一個內建的shell命令，shell就會把它當做可執行檔案，載入並執行。 1.4.1系統的硬體組成 典型的系統硬體組成圖：

• 匯流排：貫穿整個系統的一組電子導管。攜帶位元組資訊在各個部件間傳遞。機器字長（32位，64位）即是匯流排傳送定長位元組塊的位元組數。
• I/O裝置：示例中包含四個I/O裝置：鍵盤、滑鼠、顯示器、磁碟。它們都通過控制器或者介面卡與I/O匯流排相連。控制器與介面卡的主要是封裝方式不同：控制器是I/O裝置本身或者是主機板上的晶片組。介面卡是插在主機板上的卡；它們負責將資訊傳遞到I/O匯流排。
• 主存：臨時儲存裝置。處理器執行程式時，用來存放程式和程式處理的資料。物理上：主存是一組動態隨機存取儲存器（DRAM）晶片組成。邏輯上：是一個線性位元組陣列，每個位元組都有陣列索引（稱為地址）。
• 中央處理器（CPU），簡稱處理器。解釋或執行主存裡的指令引擎。核心是程式計數器（PC），CPU中最重要的暫存器，指向主存的某條機器語言指令的地址。暫存器檔案包含一些單字長（字長取決於匯流排的設計）的暫存器組成。
• 相關操作： ☆ 載入：從主存複製一個位元組或者一個字（漢字在大部分編碼格式中佔兩個位元組）到暫存器，覆蓋寄器原來的內容。 ☆ 儲存：從暫存器複製一個位元組或者一個字到主存，覆蓋某個位置的內容。與載入互逆。 ☆ 操作：兩個暫存器的內容被複制到ALU（算數/邏輯單元）,ALU對兩者做算數運算，把結果存放於一個暫存器中，覆蓋原來內容。 ☆ 跳轉：從指令本身中抽取一個字，並複製到程式計數器中，覆蓋原來的值。 1.4.2執行hello程式
• 輸入字串時“./hello”時，shell程式將字元逐一讀入暫存器檔案中的暫存器，再搬運到記憶體。如圖：
• 按下回車鍵時，shell程式執行一系列指令載入可執行目標檔案——hello程式。這些指令將hello目標檔案中的程式碼和資料從磁碟複製到主存。利用直接儲存器存取（DMA）技術，資料可以不通過處理器從磁碟直達記憶體。一旦目標檔案被載入至主存，處理器就開始執行main程式中的機器語言指令。這些指令將“hello，world\n"字串的位元組從主存複製到暫存器檔案（載入），再從暫存器檔案中複製到顯示裝置，最終顯示在螢幕上。如圖： 至此，hello程式從編譯到執行的生命週期結束。