读书笔记Pt.3——《深入理解计算机系统》

读书笔记Pt.3——《深入理解计算机系统》

目录

​​传统艺能????​​​​指令级并行????​​

​​单指令，多数据并行????​​

​​系统中抽象的重要性????​​​​小结（必看）????​​

​​第二章​​

​​信息存储????​​​​十六进制表示法????​​​​字????​​

传统艺能????

小编是双非本科大一菜鸟不赘述，欢迎大佬指点江山

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指令级并行????

在比较低的抽象层次上，现代处理器可以同时执行多条指令的属性称为指令级并行。早期的处理器，执行完一条指令所需要的周期通常是多个，比较先进的也就保持2-4条指令一个周期，本质上一条指令执行完是需要大约 20 个或者更多周期的，但是处理器非常聪明，他有手段来同时处理100条指令，比如后序会引入的 流水线 概念。

如果处理器可以达到一个周期一条指令或者更快的话，我们称之为超标量处理器，大多数可以支持这个功能，后面也会介绍超标量的高级模型，如果理解了这个模型就可以更好的理解程序的性能，写出拥有更高的指令级的并行性的代码，从而可以跑的更快。

单指令，多数据并行????

在低层次上，现代处理器拥有特殊的硬件，允许一条指令产生多个可以并行执行的操作，被称为单指令，多数据并行，也被称为 SIMD 并行，比如我们熟知的英特尔的AMD处理器都可以用这种属性来完成四对浮点数的加法操作。

提供这种机制其实是为了完成影像，声音，视频等数据的处理的速度。

系统中抽象的重要性????

抽象这个词本来就很抽象了，但不巧的是他还是一个最为重要的概念之一，例如，为一组函数规定简单的程序接口就是一个好习惯， == 计算机系统里面抽象就是用来隐蔽实际实现的复杂性==，无聊晦涩的书面语咱无需咀嚼，形象的来说C语言的函数原型就是抽象的使用，我们无需了解他内部的原理就可以使用。不同的语言提供不同形式和等级的抽象支持。

之前我们已经介绍过几个抽象了，比如处理器里面指令级结构提供了实际处理器硬件的抽象。使用这个抽象，就好像它是运行在一个一次只执行一条指令的处理器上，底层的硬件比抽象描述的复杂精细许多，它并发的执行多条指令，但又总是与那些简单有序的模型保持一致。只要执行模型一样，不同处理器实现也能处理同样的机器代码。

学习操作系统咱必须知道三个抽象：

文件是对I/O的抽象；虚拟存储器是对存储器的抽象；进程是对一个正在运行程序的抽象；

小结（必看）????

第二章

这部分属于程序的结构和执行，如果你觉得等式和公式令人生畏，不要让他阻止你阅读这部分，为了完整性，我的读书笔记也不会精简太多，但我会跳过某些晦涩的推导，有兴趣的可以自行进行查阅。

啾~

信息存储????

大多数计算机都是8位的字节，作为最小可寻址的存储器单元，而不是存储器中访问单独的位。机器级程序将存储器看成一个非常大的字节数组，称为虚拟存储器，存储器每个字节都是由一个唯一的数字来标识，他就是地址，所有可能的地址集合成为虚拟地址空间。顾名思义，这个虚拟存储空间只是一个概念性的映像。实际的实现依赖于 RAM,磁盘，硬件和操作系统的结合，为程序提供一个看上去统一的数组。

十六进制表示法????

一个字节由8位组成，二进制表示法中，他的值域是二进制的00 00 00 00-11 11 11 11，也就是十进制的 0-255，二进制表示法太冗长，十进制表示法与位模式互换又很麻烦，我们就有相应替代的方法：16 进制简写为 hex，使用 0-9，A-F 表示16个整型数字，下图就是 16 进制表示法：

C语言里面，以 0x 或者 0X 开头的数字常量就是 16 进制，a-f 科大写可小写甚至可以混合使用，书中下文的讨论也是使用 C语言标准的 16 进制表示法，关于数字之间的转换，这里给了一个窍门：记住每个十六进制数字 A-F 对应的十进制数字的值，可通过计算他们与前三个值的相对关系来看：

假设这里有个 0x173a4c，我们展开他的每一个十六进制数字：

这样就得到了二进制的： 000101110011101001001100

反过来一样的，我们可以讲十进制序列每四位分成一组，再转换成 16 进制，如果序列不满足 4 的倍数，最左边一组可以小于 4 ，前面，前面用 0 来补足再转换出 16 进制。

再来点邪术：

字????

每台计算机都有一个字长，指明了整数和指针数据的大小，因为我们的虚拟地址也是靠字来编码的，所以字长决定的最重要的就是虚拟地址空间的最大大小，也就是说，一个字长为 w 位的机器虚拟地址范围就是 0-2^(w-1) ,于是做多访问 2 的 w 次方个字节。

现在大多数计算机的字长都是 32 位，限定了虚拟地址空间为 4 千兆字节（4GB），随着存储器价格的降低，字长为 64 位的高端机器正在为大规模科学与数据库应用提供平台基础，往后台式本和笔记本也会变成 64 字节。

今天就到这里吧，摸了家人们

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