1. 信息就是位+上下文

源程序实际上就是一个由值0和1组成的位（又称为比特）序列，8个位被组织成一组，称为字节，程序会被其他程序翻译成不同的格式

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系统的硬件组成

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:::warning 主存：
主存是一个临时存储设备，在处理器执行程序时，用来存放程序和程序处理的数据。从物理上来说，主存是由一组动态随机存取存储器(DRAM)芯片组成的。 ::: CUP：
中央处理单元(CPU)，简称处理器，是解释（或执行）存储在主存中指令的引擎。处理器的核心是一个大小为一个字的存储设备（或寄存器），称为程序计数器(PC)。在任何时刻，PC都指向主存中的某条机器语言指令（即含有该条指令的地址）。

:::info 高速缓存：
根据机械原理，较大的存储设备要比较小的存储设备运行得慢，而快速设备的造价远高于同类的低速设备；
一个典型的寄存器文件只存储几百字节的信息，而主存里可存放几十亿字节。然而，处理器从寄存器文件中读数据比从主存中读取几乎要快100倍。更麻烦的是，随着这些年半导体技术的进步，这种处理器与主存之间的差距还在持续增大。加快处理器的运行速度比加快主存的运行速度要容易和便宜得多。
cache
针对这种处理器与主存之间的差异，系统设计者采用了更小更快的存储设备，称为高速缓存存储器(cachememory,简称为cache或高速缓存），作为暂时的集结区域，存放处理器近期可能会需要的信息。 ::: 372aa5f4657f437373cedf4116ba45bd.png

操作系统的抽象表示

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操作系统有两个基本功能：

  1. 防止硬件被失控的应用程序滥用；
  2. 向应用程序提供简单一致的机制来控制复杂而又通常大不相同的低级硬件设备。

操作系统通过几个基本的抽象概念（进程、虚拟内存和文件）来实现这两个功能。

进程

进程是操作系统对一个正在运行的程序的一种抽象。在一个系统上可以同时运行多个进程，而每个进程都好像在独占地使用硬件。而并发运行，则是说一个进程的指令和另一个进程的指令是交错执行的。

上下文切换

:::info 当操作系统决定要把控制权从当前进程转移到某个新进程时，就会进行上下文切换，即保存当前进程的上下文、恢复新进程的上下文，然后将控制权传递到新进程。 ::: 2bc2a66732272342ffb3f8dacab990f8.png

线程

在现代系统中，一个进程实际上可以由多个称为线程的执行单元组成，每个线程都运行在进程的上下文中，并共享同样的代码和全局数据。

虚拟内存

虚拟内存是一个抽象概念，它为每个进程提供了一个假象，即每个进程都在独占地使用主存。每个进程看到的内存都是一致的，称为虚拟地址空间。

并发和并行

我们用的术语并发(concurrency)是 一个通用的概念，指一个同时具有多个活动的系统；而术语并行(parallelism)指的是用并发来使一个系统运行得更快

线程级并发

构建在进程这个抽象之上，我们能够设计出同时有多个程序执行的系统，这就导致了并发。使用线程，我们甚至能够在一个进程中执行多个控制流。