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前言

 

 

对于我们80后来说，最早接触计算机应该是在95年左右，那个时候最流行的一个词语是多媒体。 依旧记得当时在同学家看同学输入几个DOS命令就成功的打开了一个游戏，当时实在是佩服的五体投地。因为对我来说，屏幕上的东西简直就是天书。有了计算机我们生活发生了巨大的变化，打游戏，上网，聊天，甚至到现在以此为业。有时无不感叹计算机的强大。

人类总是聪明的而又懒惰的。即便是1+1这种简单的计算都不想自己做，1623年Wilhelm Schickard 制作了一个能进行六位以内数加减法，并能通过铃声输出答案的”计算钟”。通过转动齿轮来进行操作。 这已经相当高端了，说起计算器，我们5000年文明古国在东汉末年就有记载了—算盘。

计算机的发展也是随着科技的发展经历了机械计算机、电子计算机、晶体管计算机、小规模集成电路和超大规模集成电路计算机。我们无意讨论整个计算机的发展过程，主要还是介绍基于冯诺依曼体系结构的现代计算机。

 

 

1. 计算机的发展

 

 

计算机的发展包括了硬件和软件的发展，硬件的发展为计算机提供了更快的处理速度，而软件的发展为用户提供了更好的体验。两者相辅相成，密不可分。

  • 第一阶段： 60年代中期以前，是计算机系统发展的早期时代。在这个时期通用硬件已经相当普遍，软件却是为每个具体应用而专门编写的，大多数人认为软件开发是无需预先计划的事情。这时的软件实际上就是规模较小的程序，程序的编写者和使用者往往是同一个(或同一组)人；
  • 第二阶段：从60年代中期到70年代中期，是计算机系统发展的第二代。在这10年中计算机技术有了很大进步。多道程序、多用户系统引入了人机交互的新概念，开创了计算机应用的新境界，使硬件和软件的配合上了一个新的层次；
  • 第三阶段：计算机系统发展的第三代从20世纪70年代中期开始，并且跨越了整整10年。在这10年中计算机技术又有了很大进步。分布式系统极大地增加亍计算机系统的复杂性，局域网、广域网、宽带数字通信以及对“即时”数据访问需求的增加，都对软件开发者提出了更高的要求；
  • 第四阶段：在计算机系统发展的第四代已经不再看重单台计算机和程序，人们感受到的是硬件和软件的综合效果。由复杂操作系统控制的强大的桌面机及局域网和广域网，与先进的应用软件相配合，已经成为当前的主流。计算机体系结构已迅速地从集中的主机环境转变成分布的客户机/服务器。

 

 

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序言

 

 

又有两年没有写Blog了， 这2年从做windows phone 到 Android C++， 慢慢的很多观念也有所改变了。以前一心想做C#相关的工作，现在却感觉，什么语言都无所谓了。公司项目挺忙，加班比较多，不忙的时候又想休息休息。 所以blog又荒废了好久。也很少有时间早学习， 加上年纪越来越大，学习动力和热情也越来越小了。最近一个月不是特别忙，抽空看了看《深入理解计算机系统》、《程序员的自我修养》、《现代操作系统》三本书，然后顺带看了看编译，汇编相关的知识， 也在网上查了不少资料。突然发现好多东西其实是大学里都学过，这也算是工作6年对以前知识的一个总体的复习吧。在不同时期看相同的书，总会有不同的收获。

 

对于一个应用层的开发者来说，不了解CPU是如何工作的，内存是如何布局的，多进程是怎么实现的并不会影响他写出好的应用程序。就好像一个武术演员，不懂九阳神功一样可以拍出很好的动作电影。但是看了那么多武侠剧，那些路人甲，宋兵乙为什么总是被大侠们狂虐？原因很简单，他们木有内功。套路只是一方面，拼的还是内功啊。大侠们内功那里来的？不是武二代就是出师名门，说白了还是看背景而不是背影。这种东西不是随便教的，当然也不是谁都能学会的。恩，有点扯远了。对于我们来说，这些知识就是我们要学习的计算机内功的一部分。虽然这些知识并不能交我们怎么写一个Android APP，也不能帮我们学习Web开发，就好像虚竹有了内功不会招式也是没用的，所以要内外兼修。对于我们这些已经掌握了招式的宋兵乙来说，在没有干爹的情况下，就只能靠自己来修炼内功了。不奢求称为大侠，只求3招内不被打倒。

 

对于计算机专业毕业的人来说，后面大部分都是学校都学过，从纯硬件的模拟电路，数字电路，到软硬件相关的计算机组成原理，计算机体系结构，再就是最底层的操作系统，编译原理，汇编，C语言，到上层存软件的开发语言。但是很多人都觉得是枯燥的理论知识，实际这真是挺有用的东西。但是工作后基本不会接触，所以都忘记的差不多了，看下书一段时间又忘记了，所以这次决定写下来，算是学习笔记，也算是为一些朋友提供一个参考。

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目前的智能手机，硬件上已经可以媲美几年前的PC机了，1G内存，512M以上内存，3.5以上的屏幕，3G,WIFI等等都成为了新的手机的最低标准。而Windows Phone也一改以往WM手机硬件差异大的问题，设定了最低的硬件标准。相对于以前系统，性能上，操作上，流畅度上也有了很大提高。但是电池的发展远远跟不上手机的耗电量。大的也就1500MA的电池，最多也就使用1天多，大部分每天都用充电。为了节约电量，各个平台的手机都推出了一些省电的措施。

对于Windows Phone来说，刚推出时和Iphone第一版一样，不支持多任务，一方面是为了给前台程序提供更多的资源，更流畅的体验，另一方面也是为了介绍电池的消耗。同事采用了消息推送机制来完成一部分后台操作，也使用了一种名为墓碑机制来对实现所谓的了“伪多任务”。  到了最新的“芒果”系统，已经支持了多任务，但也不同于以往WM说或PC上的多任务，也改进了墓碑机制，加快了程序间的切换。我们这一篇文章就了解下Windows Phone平台的伪多任务。

 

 

一 伪多任务

 

 

在我们使用PC和WM系统时，多任务对我们来说是理所应当的。一边听歌，一边上QQ，还能上微博发照片。可到了Windows Phone上却不支持多任务了，对于一个新的智能系统来说，确实无法让人接受。但是多任务存在一个问题就是如果开的任务过多，系统用起来就会比较卡，在WM系统中这种情况比较常见。为了提供用户的体验，目前的一些智能系统都放弃了这种传统的多任务方式，而采用了伪多任务，有限制的多任务和消息推送这些方法。

所谓的伪多人他并不是真正的多任务，只是通过一些处理，让用户使用起来感觉不到和多任务有什么区别。在Windows Phone中采用了墓碑机制来实现伪多任务。墓碑这个名字也很恰当。当我们运行了一个程序后，切换到另一个程序，这时因为是单任务，第一个程序会被终止掉，但是采用墓碑机制，保存了程序当前的状态和数据，当我们在切换回的时候，虽然是启动了一个新的实例，但是可以通过墓碑来恢复到之前的状态，所以用户感觉不到有什么区别。

墓碑机制是系统自动完成的，但是数据的保存和恢复则是我们通过代码控制的。另外墓碑机制也不是万能的，因为此时程序是终止的，如果有一些下载，播放，计时的功能就无法通过墓碑机制完成到了。Windows Phone 7则通过推送机制来解决部分问题，而WP7.1 SDK中也提供了一些后台操作来解决这些问题，这一篇文章我们主要介绍墓碑机制。

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前面几乎每篇文章都会涉及到页面的切换，页面导航，从程序启动开始，到结束。上一篇文章介绍了页面导航时会发生的几个事件以及页面中传值的方法。这一篇文章将介绍对导航的一些控制。

 

 

一 导航栈

 

 

从Windows Phone 手机上我们就可以看到，手机有Back键，但是没有Forward按键。而我们在前面例子中也基本都是使用GoBack()方法。看下MSDN，关于Forward的描述如下：

Navigates to the most recent entry in the forward navigation history, or throws an exception if no entry exists in forward navigation. For Windows Phone this method will always throw an exception because there is no forward navigation stack.

上面告诉我们，在Windows Phone 中没有Forward Stack，而只有Back Stack，所以我们使用GoBack后没有办法在使用GoForward前进到上一个页面。而当我们进入到一个新的页面时，上一个页面就会被存放到Back Stack中，当我们点击Back按钮，或使用GoBack方法时就会销毁当前的页面，而从Back Stack中弹出上一页面。如果Back Stack中没有页面，此时点击Back按钮程序就会退出，而是用GoBack方法就会抛出异常，所以我们在使用时最先对CanGoForward属性进行判断。

在WP7.1版本中我们注意到，在NavigationService类下面多了一个BackStack的属性。

public IEnumerable<JournalEntry> BackStack
{
    get
    {
        return this._journal.BackStack;
    }
}

还记得在前面文章介绍Navigate方法的时候，见到到一下代码：

JournalEntry journalEntry = new JournalEntry(uri.OriginalString, uri);
this.Journal.AddHistoryPoint(journalEntry);

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从第一篇开始我们就看到了页面的导航切换，上一篇文章则介绍了框架实现导航的原理和过程。真正的导航功能是NavigationService类来实现的。而Frame是Page的载体，是负责导航，历史记录等功能的，相当于一个指挥官。这一篇就主要介绍一下导航的操作和相关的一些方法。

 

一 导航时发生错误

 

 

默认的我们建立一个Windows Phone程序，使用导航功能是不会出现这个问题的。我们先看一个列子：

private void CompleteInitializePhoneApplication(object sender, NavigationEventArgs e)
{
   // Set the root visual to allow the application to render
   if (RootVisual != RootFrame)
       //RootVisual = RootFrame;
       RootVisual = new MainPage();
    // Remove this handler since it is no longer needed
    RootFrame.Navigated -= CompleteInitializePhoneApplication;
}

我们新建一个项目后，不把Frame设置到RootVsual，而是用MainPage。我们从Mainpage导航到Page1. 使用两种方法：

private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
     方法1：this.NavigationService.Navigate(new Uri("/Page1.xaml", UriKind.Relative));
     方法2：(Application.Current as App).RootFrame.Navigate(new Uri("/Page1.xaml", UriKind.Relative));
}

第一种方法是使用Page页面的NavigationSevice属性来导航，第二种方法是使用Frame对象来导航。从上一篇我们知道，两种方法是相同的。结果是使用第一种方法发生了NullReferenceException错误，为什么NavigationService对象是空？我们不是在App构造函数中就创建过NavigationServie对象的实例吗，并且在加载了XAML文件后设置到了依赖属性中。

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前两篇文章中，我们的Demo代码都是基于页面切换的，而我们在Silverlight框架下开发的就是以XAML文件为基础的事件驱动程序。也就是说我们的程序会由一个或多个页面作成，这一点和Web程序很相似，所以页面间的切换就很重要。 这一篇文章就来将介绍Windows Phone平台上导航功能。

 

 

一 导航控件

 

 

从Silverlight3开始，提供了内置的导航框架，可以比较轻松的在 Silverlight Page之间进行切换，并且可以和浏览器的前进、后退按钮集成。在Silverlight 3之前的版本，Silverlight没有特定的导航框架，项目中页面之间的切换是通过修改RootVisual布局容器的内容而实现的。利用SDK中提供了Frame和Page可以完成导航操纵。其中Frame是导航的框架，Page通过Frame加载显示并实现页面间的导航。

Windows Phone程序也是基于Sliverlight的Page Model进行导航，同时你也可以使用后退按钮进行后退操纵。WP上核心的导航容器控件为PhoneApplicationFrame，他可以容纳一个PhoneApplicationPage。我们可以创建多个页面，通过Frame来进行导航。

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上一篇文章介绍了Windows Phone的开发环境和一个简单的Windows Phone程序的演示和结构，这一篇文章要深入一点，介绍Windows Phone的框架结构和程序启动的过程。

 

一 Windows Phone 框架结构

 

 

在进行Windows Phone开发之前有必要了解一下整个全新平台的结构。对于Windows Phone平台来说，区别于之前的Windows Mobile平台最大的区别是他运行环境完全基于.NET框架，他只支持托管代码进行开发。

Windows Phone是基于.NET Compact Framework框架，所以精简了很多桌面版的功能。但是还是提供了所需的基本功能。如上图中的最下层的蓝色部分，就是.NET CF提供的BCL类库。而在他的上层就是Application Object。这一层都是基于.NET CF框架。其中包含了两种开发框架：

  • Silverlight Framework ：以 Silverlight Framework 为基础的 Windows Phone 7 应用程序是由一堆的 Page (继承自 PhoneApplicationPage 类别的衍生类别) 组成的，每一个 Page 是一个扩展名为 .XAML 的文件，代表一个操作画面，程序设计师可以利用 Visual Studio 2010 Express for Windows Phone 或是 Expression Blend for Windows Phone 来设计 Page 的用户接口。WP7.0是基于Silverlight3.0，WP7.1则是基于Silverlight4。关于Silverlight for Windows Phone和Silverlight的区别（点击打开）
  • XNA Framework：主要的用途在支持开发游戏程序，提供 2D/3D 的动画，音效，及各种游戏相关的功能，协助有志于开发游戏程序的企业或个人发展 Windows Phone、Xbox 360、Zune 播放器、以及 Windows 7 平台的游戏程序。

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又是好久没有写BLOG了，做完上一个MSN项目后都是些琐碎的事情，然后就是是玩摄影啊，旅游啊。上月休假去了趟西藏，真是不错。回来了也要收心学习了。Windows Phone 7.1的开发工具发布了，一直对WP7很关注，现在终于可以开始学习了。其实09年就学习过silverlight，看过3的SDK文档，当时因为工作，断断续续也没有坚持下来，所以这次学习WP7顺便重新学习SL。

上周安装了WP7.1的开发环境，工作之余看了一周文档。目前关于WP的学习文档大多是英文的，chian-pub上出现了一本中文的书，不过还是推荐看MSDN，上面有最新的WP7.1的内容，毕竟7.1进行了较大的更新。我写Windows Phone开发的文章主要是对自己看的文档进行一个提炼和记录，主要针对wp7.1Beta。

 

 

一 Windows Phone 学习资料

 

 

目前主要的学习资料还是来至于微软MSDN和《Programming Windows Phone 7》，其中MSDN包含了最新的7.1Beta特性的介绍和使用。一些中文网站和原创的BLOG文章基本也是来自这些地方。而MSDN杂志每期有对Windows Phone介绍的文章。关于界面开发可以参考Silverlight开发。

Windows Phone 中文开发中心

Windwos Phone Development

Silverlight for Windows Phone

Phone Platform Development

Windows Phone developer documentation

Programming Windows Phone 7

视屏学习资料

Windows Phone 7 中文开发资料概览

MSDN杂志

 

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这一篇开始主要介绍MSN登录部分的协议分析，总体来说，登陆这一块是整个MSNP协议的一大块，也是比较复杂的一部分。整个登录的过程主要包括：连接服务器，身份验证，获取用户信息和联系人列表，把联系人列表发送给服务器，发送个人信息和状态，上线通知。我也打算按照登录的顺序去进行介绍。

这里我主要关注的是如何成功的登录，但是因为大多数都是抓包，也没有权威的官方资料参考，所以不能保证完全正确和详细，有些也不能给出合理的解释，但还是尽可能的介绍登录中会出现的各种情况，以及登录中用到的命令。

在使用命令之前，我们需要注意的时，普通命令后面都带有/r/n结尾。而palyload命令是根据数据长度找到结尾。我们在发送时必须注意这一点，如果发送的数据没有结尾标识，服务器会断开连接。另外发送的命令都需要以UTF8格式发送。

 

 

一 连接服务器

 

登录最终的目的是登录到NS服务器，与之建立连接并进行交互。一直到用户退出或注销时，才断开与服务器的连接。在登录到NS服务器之前，我们需要先连接到DS服务，并获得NS服务器的地址。

 

1 连接到DS服务器

 

DS服务器的地址是：messenger.hotmail.com ，端口号是1863。在通过Socke连接之前需要对这个域名进行解析，而且解析的IP是不固定的，所以不建议使用固定的IP去连接DS服务器。以下是MSN Live 2009登录时和DS服务器之间的交互数据。

>>>VER 1 MSNP18 MSNP17 CVR0/r/n

<<<VER 1 MSNP18/r/n

>>>CVR 2 0x0804 winnt 5.1 i386 MSNMSGR 14.0.8089.0726 msmsgs test@live.cn/r/n

>>>USR 3 SSO I test@live.cn/r/n

<<<CVR 2 14.0.8089 14.0.8089 14.0.8089 http://msgruser.dlservice.microsoft.com/download/0/9/7/0974F7CD-D082-46FE-922D-806670345793/zh-chs/wlsetup-cvr.exe http://download.live.com/?sku=messenger/r/n

<<<XFR 3 NS 207.46.124.241:1863 U D/r/n

 

VER命令

这是和DS服务器发送的第一条消息，他是告诉服务器客户端支持的MSNP版本。MSNP版本功能在上一篇文章有所介绍，发送的版本号可以是多个版本。发送的版本号是区分大小写的。最后一个参数是CVR0，他实际是(CVQ, VER) 的命令集合，用来设置客户端版本，使得客户端能够升级。但具体作用不详，不发送也是可以的。最后要注意的是最后一个参数结尾要带上”/r/n”。服务器在接受到命令后，会从我们发送的协议版本中选一个他支持的最高本版，如果我们发送的协议版本他不支持，就返回一个0。目前最新的协议支持到了MSNP21。

 

CVR命令

这是是CVR命令的格式CVR trid lcid osName osVersion processorType clientName clientVersion [brandId] [userHandle]。聪从名字就能看出每个参数的作用。 lcid是地区编码，0x804表示的是中国。 clientVersion我们可以根据MSNP对应的官方版本来确定; brandID官方客户端是msmsgs ，最后一个就是登陆用户的账号。服务器会返回给你版本信息，最新的MSN下载地址，这些可以无视，我们又不是用MS的客户端。哈

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近一个多月一直在做手机上一个MSN客户端的项目，目前项目也接近尾声。对于MSN的一套协议，有了一个大概的了解。之所以说是大概的了解，是因为文档基本没有，网络上大部分都是比较老的协议。唯一具有参考价值的是一个C#版的开源MSN和一份微软MSNP13的命令文档。更多的还是我们自己抓包进行分析，加上项目紧，没有时间对协议进行深入的分析。基本上是抓到什么用什么，用什么抓什么。呵呵。加之网络上基本上找不到完整的MSPN18协议的介绍，所以就打算写这一个系列，介绍自己了解到的一些东西。

在开始这一系列之前要感谢项目组的同事们，因为很多协议命令需要他们来给我讲解的。哈哈

 

 

一 MSNP

 

 

MSNP是MSN Protocol的缩写。对于聊天软件来说，实际就是用户和用户，用户和服务器之间的数据传输。协议就是数据传输的规则。在使用MSN时，为什么对方上线我们能知道，为什么对方更改头像我们能知道。因为他在进行这些操作时发送了一些数据通知服务器，而服务器接收到这些数据时，广播给他的好友，然后我们就接受到他上线的消息了。

所以微软定义了一套MSN使用的协议，也就是MSNP。MSNP的版本，目前最新的版本已经是MSNP21了，使用在最新的MSN 2011上。而目前使用的最多的客户端还是MSN 2009，他是基于MSNP18协议的。微软的服务器对以前的版本是兼容的，但是微软建议使用MSN8.1以上的版本，而MSN8.1是基于MSNP15协议开发的。

MSNP版本 对应MSN版本 更新概述
MSNP9 MSN Messenger 6.0 该版协议大多数的改变都是为了支持MSNC1（也成为点对点传输）。使用MSNP9连接Messenger 服务于MSNP8相差不大
MSNP11 　 该版本协议引入了非常多的改变，最重要的做出口令检查，以及如何编排同步的、已访问的、已改变的和这期间新增的列表。
MSNP12 MSN Messenger 7.5 该版协议没有太多功能改变，除了联系人类型的概念，这使MSNP12比MSNP11更能兼容MSNP13等高版本协议。
MSNP13 Windows Live Messenger 8.0 该版协议基于MSNP12，但处理联系人列表的方式与MSNP12不兼容。 MSNP13在普通服务器上工作，地址为：messenger.hotmail.com:1863。注意：如果你需要做Yahoo!互操作性测试，需要支持MSNP14!MSNP13也引入的对离线消息的完全兼容（上一个版本的client不行）。
MSNP14 Windows Live Messenger 8.0.0792 该版协议主要改进之处是与Yahoo!的互操作性。
MSNP15 Windows Live Messenger 8.1 该版协议基于MSNP14，但使用了不同的验证方式RPS（Relying Party Suite）/SSO。TWN（”Tweener”）验证方式用户MSNP14及以下版本，RPS方式将使用在MSNP15及以上版本。也就是说，经历了最开始的MD5方式，MSNP8以上的TWN方式后，新的MSN验证方式又出来了。    微软计划为新的验证机制增加更多的属性以支持用户的漫游。也就是说，用户显示的图片，以及以后的【个人状态消息】，无论在哪里登录都是一样的。    此外，对用户位置的支持已添加到【个人状态消息】功能中。尽管后来该功能已从Windows Live Messenger 8.1 的客户端删除。重要说明：所有使用09607671-1C32-421F-A6A6-CBFAA51AB5F4应用程序id的SOAP请求都将返回500错误。因为该 id是来自于旧的beta客户端且被微软屏蔽了。应该使用来自Windows Live Messenger 8.5的id：CFE80F9D-180F-4399-82AB-413F33A1FA11 ，或者其它有效的SOAP请求id。
MSNP16 Windows Live Messenger Beta 2009 14.0 该版本协议主要引入了多点登录机制（MPOP），允许一个用户在不同地点同时登录
MSNP18 Windows Live 2009 (final) 增加对MSN群的支持。登录时增加了发送机器的GUID
MSNP19-21 Windows Live 2011 这个版本变动极大，完全改变了通信方式，不在使用SwitchBroad。使用的命令也有大量改变

以上是对MSNP9到最新的MSNP21协议变化的一个介绍，这里并不打算详细介绍其中的变化，只需要简单的了解。对于MSNP19-21变动比较大。目前还不了解。

关于MSNP协议：http://www.hypothetic.org/docs/msn/general/overview.php 这里介绍的很详细，虽然协议版本比较老，但是大部分还是使用的，一开始觉得这个比较老，没有太大用处，最后还是老老实实的读了一遍，才发现有不少收获。

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