程序是怎样跑起来的

October 29, 2020

Outline
- 第1章　对程序员来说CPU是什么
  - 1.1　CPU的内部结构解析　　3
  - 1.2　CPU是寄存器的集合体　　6
  - 1.3　决定程序流程的程序计数器　　9
  - 1.4　条件分支和循环机制　　10
  - 1.5　函数的调用机制　　13
  - 1.6　通过地址和索引实现数组　　16
  - 1.7　CPU的处理其实很简单　　17
- 第2章　数据是用二进制数表示的
  - 2.1　用二进制数表示计算机信息的原因　　21
  - 2.2　什么是二进制数　　23
  - 2.3　移位运算和乘除运算的关系　　25
  - 2.4　便于计算机处理的“补数”　　27
  - 2.5　逻辑右移和算术右移的区别　　31
  - 2.6　掌握逻辑运算的窍门　　34
  - COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向小学生讲解CPU和二进制　　38
- 第3章　计算机进行小数运算时出错的原因
  - 3.1　将0.1累加100次也得不到10　　43
  - 3.2　用二进制数表示小数　　44
  - 3.3　计算机运算出错的原因　　46
  - 3.4　什么是浮点数　　47
  - 3.5　正则表达式和　　EXCESS系统　　50
  - 3.6　在实际的程序中进行确认　　52
  - 3.7　如何避免计算机计算出错　　55
  - 3.8　二进制数和十六进制数　　56
- 第4章　熟练使用有棱有角的内存
  - 4.1　内存的物理机制很简单　　61
  - 4.2　内存的逻辑模型是楼房　　65
  - 4.3　简单的指针　　67
  - 4.4　数组是高效使用内存的基础　　69
  - 4.5　栈、队列以及环形缓冲区　　71
  - 4.6　链表使元素的追加和删除更容易　　75
  - 4.7　二叉查找树使数据搜索更有效　　79
- 第5章　内存和磁盘的亲密关系
  - 5.1　不读入内存就无法运行　　83
  - 5.2　磁盘缓存加快了磁盘访问速度　　84
  - 5.3　虚拟内存把磁盘作为部分内存来使用　　85
  - 5.4　节约内存的编程方法　　88
  - 5.5　磁盘的物理结构　　93
- 第6章　亲自尝试压缩数据
  - 6.1　文件以字节为单位保存　　99
  - 6.2　RLE　　算法的机制　　100
  - 6.3　RLE　　算法的缺点　　101
  - 6.4　通过莫尔斯编码来看哈夫曼算法的基础　　103
  - 6.5　用二叉树实现哈夫曼编码　　105
  - 6.6　哈夫曼算法能够大幅提升压缩比率　　109
  - 6.7　可逆压缩和非可逆压缩　　110
  - COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向沉迷游戏的中学生讲解内存和磁盘　　114
- 第7章　程序是在何种环境中运行的
  - 7.1　运行环境=操作系统＋硬件　　119
  - 7.2　Windows克服了CPU以外的硬件差异　　122
  - 7.3　不同操作系统的API不同　　124
  - 7.4　FreeBSD　Port帮你轻松使用源代码　　125
  - 7.5　利用虚拟机获得其他操作系统环境　　127
  - 7.6　提供相同运行环境的　Java虚拟机　　128
  - 7.7　BIOS和引导　　130
- 第8章　从源文件到可执行文件
  - 8.1　计算机只能运行本地代码　　135
  - 8.2　本地代码的内容　　137
  - 8.3　编译器负责转换源代码　　139
  - 8.4　仅靠编译是无法得到可执行文件的　　141
  - 8.5　启动及库文件　　143
  - 8.6　DLL文件及导入库　　145
  - 8.7　可执行文件运行时的必要条件　　146
  - 8.8　程序加载时会生成栈和堆　　148
  - 8.9　有点难度的Q&A　　150
- 第9章　操作系统和应用的关系
  - 9.1　操作系统功能的历史　　155
  - 9.2　要意识到操作系统的存在　　157
  - 9.3　系统调用和高级编程语言的移植性　　160
  - 9.4　操作系统和高级编程语言使硬件抽象化　　161
  - 9.5　Windows操作系统的特征　　163
  - COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向超喜欢手机的女高中生讲解操作系统的作用　　170
- 第10章　通过汇编语言了解程序的实际构成
  - 10.1　汇编语言和本地代码是一一对应的　　175
  - 10.2　通过编译器输出汇编语言的源代码　　177
  - 10.3　不会转换成本地代码的伪指令　　180
  - 10.4　汇编语言语法是“操作码+操作数”　　182
  - 10.5　最常用的mov指令　　185
  - 10.6　对栈进行push和pop　185
  - 10.7　函数调用机制　　187
  - 10.8　函数内部的处理　　189
  - 10.9　始终确保全局变量用的内存空间　　191
  - 10.10　临时确保局部变量用的内存空间　　196
  - 10.11　循环处理的实现方法　　199
  - 10.12　条件分支的实现方法　　202
  - 10.13　了解程序运行方式的必要性　　204
- 第11章　硬件控制方法
  - 11.1　应用和硬件无关？　　211
  - 11.2　支撑硬件输入输出的IN指令和OUT指令　　212
  - 11.3　编写测试用的输入输出程序　　215
  - 11.4　外围设备的中断请求　　218
  - 11.5　用中断来实现实时处理　　221
  - 11.6　DMA可以实现短时间内传送大量数据　　222
  - 11.7　文字及图片的显示机制　　224
  - COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向邻居老奶奶说明显示器和电视机的不同　　226
- 第12章　让计算机“思考”
  - 12.1　作为“工具”的程序和为了“思考”的程序　　231
  - 12.2　用程序来表示人类的思考方式　　232
  - 12.3　用程序来表示人类的思考习惯　　235
  - 12.4　程序生成随机数的方法　　237
  - 12.5　活用记忆功能以达到更接近人类的判断　　239
  - 12.6　用程序来表示人类的思考方式　　242
- COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向常光临的酒馆老板讲解计算机的思考机制
- 附录　让我们开始C语言之旅 [[C]]
  - C语言的特点　　247
  - 变量和函数　　248
  - 数据类型　　249
  - 标准函数库　　250
  - 函数调用　　251
  - 局部变量和全局变量　　254
  - 数组和循环　　255
  - 其他语法结构　　256