2016/2/13 《计算机系统要素》（The Elements of Computing Systems）读书笔记（1）

过年期间一直在啃一本书，学习计算机组成原理。

这是一本很棒的书，是一个基于项目的学习过程。可以让人理解的很深刻。

coursera上有这本书前半部分的教程，是由书的作者团队们开的课，个人认为很棒，可惜就是后半部分的教程还没出。

不过他们的制作团队说，16年春季就会出后半部分的教程了。

课程链接是这样的：https://www.coursera.org/learn/build-a-computer

这本书有自己的官方网址，教程和软件提供很完善，Q&A也很Nice，基本上要问什么问题都能得到回答：http://www.nand2tetris.org/

---

当然这本书的缺点似乎是讲的内容实在太多，所以很多细节并没有处理到很完善，省略了很多内容。

但这并不是说这本书就是一本不完整的书。事实上，从第一章到最后一章，这个项目的完整性是超出我的想象的。

学习的人将从完全不理解计算系统的级别开始，搭建起一台计算机，然后在这台计算机上搭建一款简单的编译器，实现一个操作系统，然后完成在上面的程序的编写。

整本书的跨度是从数字电路到操作系统。当然，这也就不可避免地让它不能在很多问题上太过纠缠，所以，这本书重实现和了解，轻优化和深入。

作为我一个EE学生的计算机结构入门，实在是太美好不过了。

它自底向上的构建方式让学习曲线平滑到不能更平滑。

---

具体总结一下这本书的内容，这本书围绕着一个框架来说明：

把整个计算机系统分成两个部分，硬件层和软件层。

自顶向下的观点是这样的，最高级的是人的想法，为了实现人的想法我们需要编程描述语言和操作系统，操作系统由编程语言来写，而要使编程语言能够工作，需要有编译器，编译器的实现是有虚拟机技术的，把高级语言翻译成虚拟机上的中间代码，然后虚拟机将中间代码翻译成相应硬件平台的汇编代码，而汇编代码是等价翻译成机器语言才能使用的（用汇编器翻译）至于机器语言是怎么使用和实现的，和相应的硬件平台是有关系的，计算硬件平台的实现依靠的是数字芯片，数字芯片是一堆数字逻辑门的封装，而数字逻辑门的实现，电子学上的实现是EE研究的东西，至于为什么能实现，这是物理学的领域了。到这里就不接着向下研究了。而整个结构是这样完整的。

当然学习的过程是自底向上的，从唯一逻辑门与非门（Nand）开始搭出各种不同的逻辑门，组合成ALU，CPU，直至最后组成一台完整的被称为Hack的电脑，然后是使用它的机器语言编程，用一个汇编器来将汇编语言翻译成机器语言。然后通过设计一款编译器来实现一款基于类的名叫Jack的语言，实现一个有一些函数接口的操作系统。

这是一个浩大的工程，然而却被很好的整合在了这本书里

这本书是我这个学年至今读到最好的书。

今天这篇随笔是一个总结和推荐。大家有兴趣有空的可以看看这本书，然后我们可以一起探讨。

我会陆续发这本书的具体内容的读书笔记。