"HIT计算机系统大作业"
这篇大作业详细探讨了计算机系统中一个名为"Hello’sP2P"的程序从源代码到执行的全过程，涵盖了预处理、编译、汇编、链接以及进程管理、存储管理和I/O管理等多个关键环节。作者以Linux系统为背景，通过分析“Hello World”程序，深入浅出地解释了计算机系统内部的工作原理。
首先，预处理阶段是程序生命周期的起点。预处理器负责处理源代码中的宏定义、条件编译指令等，将源代码转化为更适合编译的形式。在Ubuntu环境下，通常使用`cpp`命令进行预处理，然后得到预处理后的.i文件，该文件包含了展开的宏和条件编译结果。
接着，编译阶段将预处理后的代码转换为汇编语言。这一阶段由编译器完成，如GCC中的`gcc -S`命令，生成的是汇编代码(.s文件)。编译器将高级语言的语句转换为汇编指令，为后续的汇编阶段做准备。
在汇编阶段，汇编器（如GNU汇编器`as`）将汇编代码翻译成机器语言，生成可重定位的目标文件（如.o文件）。这种文件包含二进制形式的机器码，但还没有解决所有外部引用的地址。
随后，链接器将这些目标文件与库函数等合并，生成最终的可执行文件。在Ubuntu下，可以使用`gcc -o`命令完成链接，链接器解决了符号引用，分配了运行时所需的内存地址，并生成了具有特定格式的可执行文件，如ELF格式。同时，它还处理了动态链接，使得程序能利用共享库。
在程序运行时，操作系统进行进程管理。当用户通过Shell（bash）启动程序时，会创建一个新的进程，如通过`fork()`系统调用复制进程，然后用`execve()`替换子进程的内存映像加载程序代码。进程的异常和信号处理也是进程管理的一部分，确保程序在遇到错误时能够正常响应。
存储管理方面，程序的地址空间包括了代码段、数据段、堆和栈等部分。在Intel架构下，逻辑地址经过段选择符和段基址计算得到线性地址，再通过页表机制（如四级页表）转换为物理地址。此外，高速缓存（如三级Cache）的存在提高了内存访问速度。
最后，I/O管理涉及程序与硬件设备之间的交互。虽然在“Hello World”程序中没有直接的I/O操作，但在实际应用中，操作系统通过系统调用（如`read()`和`write()`）控制I/O设备，实现数据的输入输出。
这份大作业通过实例详细解析了计算机系统中一个简单程序的生命周期，有助于读者理解操作系统如何管理和执行程序，以及涉及的各种核心概念和技术。
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