CSAPP 原始课程笔记

这门课是 CMU 的镇校神课，其课程编号 15213 也正是 CMU 的邮编，故有：不上 15213，等于没来过 CMU。课本 CSAPP 也是非常经典的计算机教材。虽然我之前大概看过一次，不过这次跟着 CSAPP 的作者一起，再学习一次。

这一部分的内容比较多，所以分了两节课来讲，为了保证内容的一致性和连贯性，这里把两讲合为一讲。主要介绍的是基本的计算性质以及计算机如何表示数字和地址，对之后理解指针有很大的帮助。

了解了数据在内存中的基本存储形式，同时也知道了整型的表达方法，这一讲我们来看看另一大类别的数字——浮点数——是如何在计算机中表示的。

从这一讲开始，我们接触到更多机器相关的内容，这次要说的是基础知识，为之后更深入讲解打下基础。

上一讲我们了解了关于机器代码，汇编和 CPU 相关的基础知识，这一讲要来说一下具体机器是怎么实现代码中常见的流程控制的。这一部分涉及的代码和思路稍微有些不容易理解，我会尽量写得详细一些。

之前我们学习了机器是如何利用跳转实现流程控制的，这一讲我们来看一个更加复杂的机制：过程调用（也就是调用函数）具体在 CPU 和内存中是怎么实现了。理解之后，对于递归会有更加清晰的认识。

上一讲我们了解了过程调用是如何用机器代码实现的，这一讲我们来看看基本的数据是如何存储在计算机中的。

这一讲是机器代码的最后一部分，会介绍一些『高级』话题，比如程序在内存中的组织，缓冲区溢出引起的攻防大战，以及 Union 的具体实现方式。

这一讲可谓是全书最实用的部分，介绍如何基于代码执行的机制，去优化我们的代码。

从这一讲开始我们会介绍有关存储的知识（估计前面的汇编已经看得够呛了吧），个人的感觉来说会稍微轻松一些，但是概念比较多，一定要弄清楚再继续。

上一讲我们了解了存储的相关知识，这节课我们来更加深入研究一下 cache memory 的知识。

这一课我们要接触一个新概念：Linking，简单来说就是计算机如何让不同的代码协同工作的方式。

了解完了链接，我们来看看在程序出错的时候会发生什么事情，这一课我们主要来了解异常与进程。

了解完了异常与进程，异常处理中另外两个很重要的部分是信号和非局部跳转，也就是我们这节课要介绍的内容。

了解完了 Exceptional Control Flow，我们再来看看系统级 IO 的相关内容，完成这一课之后，就可以开始写我们自己的 shell 程序了。

这节课开始，我们会接触到计算机系统中另外一个非常重要的概念：虚拟内存。这个机制提供给了上层应用一个统一的地址空间，而无须操心物理内存的位置。

了解了基本的虚拟内存概念，这节课我们来具体看看 Core i7 和 Linux 的内存系统，相信会对虚拟内存这一套机制有更深刻的认识。

前面了解了虚拟内存的相关知识，这节课我们来看看动态内存分配的基本概念，相信这之后就知道诸如 `malloc` 和 `new` 这类方法是怎么做的了。

这节课我们来看看关于内存分配的延伸话题，包括更加复杂的选择机制以及垃圾回收等相关内容。

网络已经成为了我们『智能』生活中最重要的一部分，这两节课我们会通过 C API 来了解具体的网络相关编程（用更高层次的封装只会更轻松！）

这节课我们来学习如何编写 web 服务器！

如果想要充分利用硬件资源，就要尽可能让计算机同时处理多项事务，具体是怎么实现的？又哪些基本的策略？这节课会一一解答。

并行编程中最重要的问题就是同步，这节课我们来了解同步相关的基础知识

这节课我们通过『生产者-消费者问题』以及『读者-写者问题』来更深入理解同步机制。

这节课我们从硬件讲起，然后介绍线程级并行，最后说一下一致性模型。这部分内容在我当助教的 18645 How to Write Fast Code 也有涉及。

从 1965 年看 2015 年，和从 2015 年想象 2065 年，究竟哪个会更让我们惊喜？

为什么 15213 在 CMU 是当之无愧的第一神课？我们需要怎么样的教育？这门课都给了我太多启发。

这一讲主要是介绍第一次作业 Datalab 的相关内容以及解法，还包括如何在远程机器上编写代码和测试。

这一讲主要是介绍第二次作业 Bomblab 的相关内容以及解法。

这次的作业中，我们将要亲自上手利用漏洞来进行代码注入的攻击，听起来很刺激不是吗？

这节课我们来讲讲第四次作业，主要会尽可能利用缓存来加速计算，不过在开始作业之前会先复习一下 C 语言。

这次的作业，我们需要自己完成一个简单的 shell 程序，通过具体的实现，我们可以更加深入地计算机运行的机制（尤其是 Exceptional Control Flow 和进程）。

在这个实验中，我们会实现自己的 `malloc`, `free`, `realloc`, `calloc` 函数，并借此深入理解堆中的内存分配机制。

这次，我们来自己实现一个多线程带缓存的代理服务器！

这一次我们主要来回顾一下重要的知识点，以及讲解一些往年试题中容易混淆的概念。