科普：开发流程

一个项目开发：项目经理 + 产品经理 + 程序员 + 测试（可能有）--->（开发团队）

产品经理提出来需求  --->>>  项目经理分配任务 --->  程序员开发  --->>>  测试部门提交--->>>  项目经理发布任务

gdb调试：

假设当前我们有mycode.c文件

#include<stdio.h>int addTOTop(int top)
{int res = 0;int i = 1;for(;i <= top;i++){res += i;}return res;
}int main()
{printf("debug begin\n");int top = 100;int sum = addTOTop(top);printf("sum:%d\n",sum);printf("debug end\n");return 0;
}

和对应的makefile文件用来做演示：

mycode:mycode.cgcc -o $@ $^ -g
.PHONY:clean
clean:rm -rf mycode

gdb mycode

可以查看mycode为名的可执行程序！（此时进入gdb交互模式）

gdb的基本操作： 

• 输入q可以退出！
• 输入l / list可以查看该可执行程序的源码！（默认显示十行，如果此时未显示完全，继续按回车即可！）（但是有时候不是从第一行开始显示！如果想要从第一行开始显示，直接l0!）
• l 1 从第一行开始；l 2 从第二行开始！
• l 0之后只会默认显示10行；此时gdb会默认记录使用过的代码，因此此时直接回车会默认执行l选项！ 
• l + 函数名可以查看对应函数的代码！例如 ---> l addTOP
• r   --->表示运行程序！
• 设置断点：b 19(b+ 行号！)（在第19行处打断点）

1、查看断点的信息

• info b

  此时可以查看断点信息！

1. 第一行的Num表示断点的编号！
2. Enb表示是否开启
3. Address表示断点的地址
4. What显示断点位于程序的哪个位置

2、删除断点

• 删除的时候使用d + 断点编号来删除（不能用行号！）

d 1

如果我们设置好断点后将gdb关闭，然后重新打开gdb，此时我们设置的断点会消失！

设置完断点后再使用r运行程序，会自动运行到我们设置的断点处！

3、逐过程和逐语句 

在VS中，F10为逐过程；F11为逐语句！

在gdb中，逐过程用n（next）表示（逐过程会直接跳过函数，不进入函数调用，且gdb会自动跳过空行，进入到下一段代码处）

调试结束后断点还存在！且此时info b 会更新断点被调试次数的信息！

且gdb会自动记住历史命令！  --- >  直接回车代表用上一条命令！

s

s表示（step）  --->逐语句调试过程，可以进入到函数内部进行调试！

对于普通的语句来说，逐过程（n）和逐语句（s）是没有区别的！

4、查看对应变量值 （p + display）

vs中可以调用监视窗口，在gdb上使用p + 变量值查看对应的变量内容

p i

可以查看i的变量值！

如果我们想要长显示变量的值（一直显示变量的值），可以使用display + 变量名

display i

作用等同于监视！

长显示最左边有对应的编号！如果我们想要取消长显示undispaly + 编号！

undispaly 3

可以对res取消显示！

5、跳过指定行 

如果我们进入到函数内部，此时我们想要跳转出来 ，可以使用until指令使得跳过对应行：

until可以从一个函数跳转到指定行！

例如

until 10

此时代码会跳转到第11行！（如果第10行为空行！）

6、运行完函数后停止 

如果此时我们只想函数运行下来后停止，不要再往后面走，只想要验证整个函数的运行情况，可以使用finish指令直接运行完整个函数！

作用：如果一个函数没有问题，则会正常运行完后停下来，如果一个函数有问题，此时会运行中断，帮助我们找到有问题的部分！

7、从一个断点处运行到另一个断点处

如果我们想要从一个断点处运行到下一个断点处：c（continue）

如果此时断点2运行到断点3报错，说明错误在断点2和断点3之间，可以在2和3之间大更细致的断点找错误（中间可以进入函数使用finish查找错误等等）

8、禁用断点

在vs中，当我们设置一个断点的时候，右键可以选择禁用该断点（虽然断点被创建但此时断点不发挥作用）

在Linux系统中：

disable 2

此时2号断点会被禁用！

 

此时可以发现2号断点的Enb状态由y变为n

如果我们此时想把断点1打开：

enable 1

此时Enb状态会变成y！ 

9、在指定位置打上断点

b + 函数名会直接将断点打在函数内部起始的第一个位置！例如：

b main

还可以直接对一个.c文件打断点：

b mycode.c:19

直接对mycode.c的第19行打断点！

还可以对文件名内的函数打断点：

b mycode.c:main

10、设置变量名 

 set可以设置一个变量名的值：

set var + 变量名 值

 例如我们进入一个循环中，此时我们需要循环快速接近结尾：

set var i = 97

11、 补充

breaktrace (bt)    ---  查看各级函数调用堆栈及参数（只有进入函数中才能查看！）

info locals  --- 查看当前栈帧局部变量的值（只有进入函数中才能查看！）

认识冯诺依曼体系结构

一、先谈硬件

一个计算机要能正常工作，它的体系结构必须遵循冯诺依曼体系结构！

一般寄存器指的就是内存！

硬盘/U盘等可以叫做外存，外存的构造与内存相差特别大，一般硬盘/U盘当作输入输出设备！

输入设备： （计算机只认识二进制！因此人类无法直接访问内存！）鼠标，键盘，摄像头，话筒，磁盘（不一定用户自己输入，还可以从文件中读取），网卡（计算机从网络中收到消息 --- 网卡先收到！）

输出设备：（将二进制转化为人能读懂的字符/视频）显示器，磁盘（文件写完后保存到磁盘上），网卡（将信息发送给他人）

有的设备是纯输入 / 输出，有的设备既是输入又是输出！输入设备和输出设备统称为外设！

运算器：对我们的数据进行运算任务（算术运算 / 逻辑运算）

控制器：对我们的计算硬件流程进行一定的控制（什么时候输入，什么时候输出）

控制器 + 运算器就是中央控制器，也就是我们说的CPU！

这五个部分都是一个独立的个体！可以拆分下来！

各个硬件单元必须用线连接起来，这个“线”也就是总线！

总线分为两种：1、系统总线  2、IO总线

CPU和内存直接交互的线被称为系统总线！

内存和外设（输入输出设备）连接的总线被称为IO总线！

回忆：指针中分配地址有地址总线和控制总线

有的总显示裸漏在外面的可以看到，有的总线是集成在电路上看不到！

SSD：固态硬盘

HDD：机械硬盘

金字塔从上到下，容量越来越大，访问速率越来越慢

CPU内的寄存器，访问速度为纳秒级别；内存是微秒级别；硬盘是毫秒级别；

为什么要有存储器？

因为外设和中央处理器之间的代差太大了！可以参考木桶原理！（一个木桶的最高容水量取决于最短的那块板子！）

        如果直接让外部设备直接和中央处理器交互，那么整个计算机直接的交互效率就以输入输出设备的效率为主！（中央处理器很快就处理完数据，但是输入/输出设备会一直慢悠悠的输入/输出数据！）因此如果没有存储器，会导致整机效率非常低下！

CPU与内存和内存与输入输出设备直接也有代差，但是这个代差相较于外设和中央处理器之间小很多！最后整机效率以内存效率为主！

加了存储器之后，需要将输入设备传入存储器，存储器再交给运算器和控制器后进行计算，然后再返回给存储器，再交给输出设备（串行！）

输入设备可能会提前将数据预加载到存储器！CPU的加载和计算可以同时进行！

可以将存储器（内存）看做一个硬件级别的缓存空间！

一个程序要运行，必须加载到内存中运行！为什么？

一个程序中包含有代码和数据，必须被CPU去执行！而CPU只从内存中拿数据！（冯诺依曼体系结构规定！）   --- > 所有的软件结构必须遵循硬件体系结构！

为什么我们当时写的进度条，默认显示的数据，是可能被缓存起来的？在那里缓存？

遵循冯诺依曼体系结构，从CPU输出到内存中，在内存中缓存，然后再刷新到输出设备中！

情景猜想：

QQ是在内存中的！（登录上QQ软件的时候！）

在“我”的输出设备中，发消息时最主要的还是将消息输出到网卡，显示器此时为同步的一份！

在"我"的CPU中，可能对数据进行压缩打包等一系列操作；

在"朋友"的CPU中，可能对数据进行解包解压等一系列操作；

如果我们此时想要发送一份实验报告给对方，是怎么实现的？

“朋友”收到实验报告后，并不能直接打开，而是需要下载！而且关闭QQ后再次打开，还能够继续下载！

CPU和内存是不能一直保存数据的，因此实验报告是被存放在了内存中！因此传送文件的本质就是从一个磁盘拷贝到另一个磁盘！

二、操作系统

概念：

操作系统是一款进行管理的软件！

任何一个计算机系统都包含一个基本的程序集合，称为操作系统(OS)，操作系统可分为两部分：

• 内核（进程管理，内存管理，文件管理，驱动管理）
• 其他程序（例如函数库，shell程序等等）

目的：

底层的硬件都采用的冯诺依曼体系结构，而硬件与操作系统之间需要通过驱动程序连接起来！

1、管理好下面的软硬件资源！

2、为了给用户提供一个良好（稳定、高效、安全）的运行环境！

总结：操作系统通过管理好底层的软硬件资源（手段），为用户提供一个良好的执行环境（目的）

操作系统里面会有各种数据，但是，操作系统不会信任任何用户！（类似银行）

操作系统为了保障自己的数据安全，也为了保证给用户能提供服务，操作系统以接口的方式给用户提供调用的入口，来获取操作系统内部的数据！（类似于银行的小窗口！）

操作系统本质是C语言实现的！

接口是操作系统提供的用C语言实现的，自己内部的函数调用！这个接口也被称为系统调用！

所有的访问操作系统的行为，都只能通过系统调用完成！

但是，系统调用用起来比较麻烦，因此有人对系统调用做了各种功能的封装 --- > 用户操作接口！