生命之旅

作者：魏永明（飞漫软件CEO）。本文经章文嵩、陈渝审阅。

用常识思维解决问题，既简单又快捷…有时候离解决方案只有一步之遥。

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声音一个最基本的常识就是“它是一种能量”，初中物理课上我们也学过声音的三要素分别是音色、音调和响度。
音色：简单理解，就是一种声音的固有特征。比如，电子琴和小提琴发出的声音是有明显区别的，笛子和古筝也有各自的声音特征。有些声音模仿秀的选手可以通过训练，达到模仿不同人或者不同乐器的效果。
音调：也就是我们所说的频率，单位是赫兹Hz，频率越高听起来越刺耳、越尖锐，频率越低听起来越低沉、越浑厚。医学研究表明，人的听觉系统能察觉的最低频率为20Hz，最高为20000Hz，超出这个范围人类一般就听不到了。其实现实生活中根本就不存在完全能听到20Hz~20kHz这样的人，并且随着年龄的增长、体质的变化，人能听到的声音只会是这个区间的一个子集。

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我们都知道，视频本质上源于电影。2014年冯导的《私人订制》里葛大爷对“全球最俗大导”说了那么一番话，印象比较深刻：“经过考证，电影是大众娱乐，起源于走马灯。本身就是一俗艺术，和雅压根儿就不沾边。”而当代科学史研究者们大都依据文学家范成大（1126—1193）的诗文记载，认为南宋时才有走马灯。走马灯的两个主要特点分别是：
一、利用热气流作动力；
二、以涡轮装置带动灯上画面转动。

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2012年11月13日，83岁的柯达公司退休工程师布赖斯·拜尔(Bryce Bayer)离开了这个世界，永远离开了我们，离开了爱戴他的人们，而他在数字图像领域的杰出成就不应该就这样被淹没在历史的洪流里，所以，谨以2014年第一篇博文献给伟大的布赖斯·拜尔先生。

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上一篇博文里，我们已经了解到图像是如何数字化的，但是关于数字图像的存储和显示问题还没提到，但在了解数字图像的存储和显示之前，我们先得弄明白数字图像里一个让很多人迷糊的概念：色彩空间。有的技术文献里也将其表述为颜色模型、颜色空间等，说的都是同一个东西。

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更多参考：深入理解C语言的函数调用过程

今天我们主要来说说Linux系统下基于动态库(.so)和静态(.a)的程序那些猫腻。在这之前，我们需要了解一下源代码到可执行程序之间到底发生了什么神奇而美妙的事情。

在Linux操作系统中，普遍使用ELF格式作为可执行程序或者程序生成过程中的中间格式。ELF（Executable and Linking Format，可执行连接格式） 是UNIX系统实验室（USL）作为应用程序二进制接口（Application BinaryInterface，ABI）而开发和发布的。工具接口标准委员会（TIS）选择了正在发展中的ELF标准作为工作在32位Intel体系上不同操作系统之间可移植的二进制文件格式。本文不对ELF文件格式及其组成做太多解释，以免冲淡本文的主题，大家只要知道这么个概念就行。以后再详解Linux中的ELF格式。源代码到可执行程序的转换时需要经历如下图所示的过程：

Linux的整个网络协议栈都构建与Linux Kernel中，整个栈也是严格按照分层的思想来设计的，整个栈共分为五层，分别是 ：

1． 系统调用接口层，实质是一个面向用户空间应用程序的接口调用库，向用户空间应用程序提供使用网络服务的接口。
2． 协议无关的接口层，就是SOCKET层，这一层的目的是屏蔽底层的不同协议（更准确的来说主要是TCP与UDP，当然还包括RAW IP， SCTP等），以便与系统调用层之间的接口可以简单，统一。简单的说，不管我们应用层使用什么协议，都要通过系统调用接口来建立一个SOCKET，这个SOCKET其实是一个巨大的sock结构，它和下面一层的网络协议层联系起来，屏蔽了不同的网络协议的不同，只把数据部分呈献给应用层（通过系统调用接口来呈献）。
3． 网络协议实现层，毫无疑问，这是整个协议栈的核心。这一层主要实现各种网络协议，最主要的当然是IP，ICMP，ARP，RARP，TCP，UDP等。这一层包含了很多设计的技巧与算法，相当的不错。
4． 与具体设备无关的驱动接口层，这一层的目的主要是为了统一不同的接口卡的驱动程序与网络协议层的接口，它将各种不同的驱动程序的功能统一抽象为几个特殊的动作，如open，close，init等，这一层可以屏蔽底层不同的驱动程序。
5． 驱动程序层，这一层的目的就很简单了，就是建立与硬件的接口层。
可以看到，Linux网络协议栈是一个严格分层的结构，其中的每一层都执行相对独立的功能，结构非常清晰。
其中的两个“无关”层的设计非常棒，通过这两个“无关”层，其协议栈可以非常轻松的进行扩展。在我们自己的软件设计中，可以吸收这种设计方法。

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在博文“Linux系统启动过程分析”中我们了解了linux系统的启动流程，今天我们就来手动一步一步从头来构建一个最小的linux系统，然后用模拟器将其加载起来。常见的模拟器有Qemu、Bochs、VMWare、VPC、Virtual Box和Xen等，以及特殊的模拟UML(User-Mode-Linux)，这里我们选择用VMWare。

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Linux的老江湖们对这个概念当然不会陌生，然而刚接触Linux的新手们就会被文件系统这个概念弄得晕头转向，恰好我当年正好属于后者。

从windows下转到Linux的童鞋听到最多的应该是fat32和ntfs(在windows 2000之后所出现的一种新型的日志文件系统)，那个年代经常听到说“我要把C盘格式化成ntfs格式，D盘格式化成fat32格式”。一到Linux下，很多入门Linux的书籍中当牵扯到文件系统这个术语时，二话不说，不管三七二十一就给出了下面这个图，然后逐一解释一下每个目录是拿来干啥的、里面会放什么类型的文件就完事儿了，弄得初学者经常“丈二和尚摸不着头脑”。难道这就是Linux下的文件系统。而且新手一直被“灌输”一个思想：Linux下一切都是文件，不再像Windows那样用扩展名来为文件分类等等。这就让那些喜欢刨根问底的fresh-fish很是不爽，他们本着对学术的严谨、技术的狂热的态度，一心想弄明白：到底什么才是文件系统。本文的目的就是和大家分享一下我当初是如何学习Linux的文件系统的，也算是一个“老”油条的一些心得吧。