深入理解计算机系统：从预处理到执行的Hello World分析

"哈尔滨工业大学2022计算机系统大作业" 这篇大作业详细阐述了计算机系统的基本概念和工作原理，以“Hello’sP2P”程序为例，从源代码的编写到最终执行的过程，深入剖析了计算机系统中的多个关键环节。作业主要涵盖了以下几个方面： 1. **程序的生命周期**：从源程序的编写开始，经过预处理、编译、汇编和链接，最终形成可执行程序。这个过程揭示了代码如何一步步转化为机器能理解的语言。 2. **预处理**：预处理阶段主要是对源代码进行宏替换、条件编译等操作。通过Ubuntu下的`cpp`命令，学生分析了预处理后的结果，理解了预处理在编译过程中的重要角色。 3. **编译**：编译阶段将预处理后的代码转换成汇编语言。使用`gcc`编译器，学生解析了编译结果，展示了如何将高级语言转换为更接近机器语言的形式。 4. **汇编**：汇编过程是将汇编语言转换为机器码。作业介绍了Ubuntu下`as`命令的使用，以及可重定位目标文件ELF格式，解析了`Hello.o`的结果，说明了汇编器的工作机制。 5. **链接**：链接阶段将编译产生的目标文件与其他库文件合并，生成可执行文件。讨论了链接器的工作，包括静态和动态链接，分析了`hello`的虚拟地址空间和重定位过程。 6. **进程管理**：深入探讨了进程的概念，包括如何通过`fork`创建新进程，`execve`来执行新的程序，以及进程的执行流程。同时，也涉及了Shell（bash）的作用和处理流程，以及异常和信号处理。 7. **存储管理**：讨论了程序在内存中的布局，包括逻辑地址到线性地址（段式管理）和线性地址到物理地址（页式管理）的转换。这部分内容有助于理解操作系统如何管理和优化内存使用。 通过对这些知识点的详细讲解，这份大作业不仅提供了理论知识，还通过实践加深了对计算机系统运行机制的理解，是学习计算机系统课程的重要参考资料。