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系统级编程期末复习1.什么是内存层次结构?为什么要使用内存层次结构?内存层次结构就是把更小,更快的设备放在 K 层,而把容量较大和速度比较慢,价格比较便宜的设备放在 K+1 层。因为程序倾向于访问 K 层 的数据,所以把比较便宜的,访问速度慢的放在 K+1 层,把访问速度最高,访问频率最高的放在 K 层,这样就在速度,价格和容量之间达到 了一个平衡。 2.阿姆达尔法则的内容是什么? 系统优化某部件所获得的系统性能的改善程度,取决于该部件被使用的频率,或所占总执行时间的比例。 P 为被优化部分占整个程序的比例S 为被优化部分在优化前的执行时间与优化后的执行时间的比值(被优化部分的 speedup) 3.整数的存储方法：整数是一般按照补码的方式存在在计算机中的,正数的补码是它本身,负数的补码是取反加 1,然后获得补码。 4:指针:是一个变量,可以存储另外一个变量的内存地址,在 C 语言中,我们可以申明一个变量指向内存的地址,而不是数据本身,可以用“”获取 变量的地址。 5.重定位:重定位就是把程序的逻辑地址空间变换成内存中的实际物理地址空间的过程，也就是说在装入时对目标程序中指令和数据的修改过程。给符号定义关联地 址,然后改变引用这些符号的地址。6.三种编程级别：·高级语言：与CPU无关·汇编语言（Assembly language）：与CPU有关·机器语言：与CPU有关程序的执行是由一条一条的指令执行组成的。指令执行的两个阶段：读指令和取指令。一条指令是由操作码和操作数（操作数的地址）组成。7.PC改变的三种形式：·自动增加跳到下一指令·通过jmp指令跳到指定指令·分支语句指令8.C与汇编的关系：C语言语句通过编译器转换为汇编指令，然后通过汇编器转换成机器指令的目标文件。9.alignment(对齐) ：许多实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限，它们会要求这些数据的起始地址的值是某个数K的倍数，这就是所谓的内存对齐，而这个k则被称为该数据类型的对齐模数（alignment modulus）。10.activationrecord(活动记录)：函数调用时分配的一块内存。它通常在栈内被产生,也被栈的框架所调用。·生命期：从函数调用开始到函数返回结束·分配规则：栈的分配规则是从高地址向低地址扩展11.buffer overflow(缓存溢出)：在缓冲区中放了超过缓冲区能够存储大小的数据，导致覆盖了缓冲区的边界。在c语言中的栈缓冲区溢出：由于c语言中没有对数组索引的越界检测操作，而参数，返回地址，旧的ebp，局部变量都放在栈中，所以这样很容易造成栈缓冲区溢出。12.scope（作用域）：定义：程序中标志符能够被准确调用的区域·如果两个标识符是相同的那么，它们的区域一定是不相交的，或者一个作用域完全包含另一个作用域13.staticmemoryallocation(静态内存分配)：程序在编译和链接阶段为变量分配内存空间。静态分配的变量在 main 运行之前分配内存和初始化变量,只到程序终止才释放内存。每次调用函 数不会重新初始化。14.dynamicmemoryallocation(动态内存分配)：动态内存分配是当程序运行的时候才进行内存空间分配。其中包括栈分配和堆分配。 隐式动态分配：系统会自动释放没用的内存显示动态分配：由程序员分配和释放15.garbage collection (垃圾回收)：自动的回收堆分配的内存空间，应用程序不必关心内存空间的释放。16.?reference?counting?technique（引用计数）：记录每一个对象上的指针数，当指针数为零时，判断其为垃圾。17.timer(计时器)：计时器,保存时间特定的时间片段,时间一到,程序转向另外一个状态或执行另外一个操作。 18.walltime(挂钟时间)：它是一种物理的挂在墙上或者戴在手上的表所显示的时间 19.CPUtime ：直接执行程序所用的时间加上为准备执行程序所花的系统时间。20. Profiling(抽样统计) ：用来测量执行一个源代码所花费时间的工具,可以显示程序的执行历史和提供必要的分析,同时它也可以发现一个程序的瓶颈,所以我们可以 使我们的代码更加有效,例如我们可以通过它知道程序的那个部分被频繁的调用,哪些区域可以导致瓶颈等。 21. memory hierarchy(存储器的层次结构) ：计算机系统不是依赖于单一的存储组件或技术,而是使用存储器的层次结构。 容量较大、价格较便宜的慢速存储器是容量较小、价格较贵的快速存储器的后备。 这种存储器的层次结构能够成功的关键在于最后一种情况:处理器访问存储器的 频率递减。 22. locality(局部性) ：定义：程序将要操作的数据块在已经获取的数据块的附近，或者是最近获取了的数据