招聘信息,丁宁在主播空间和微薄都发了一份,联系人全挂着杨度,哦不,他现在叫杨新的大名,联系方式留的也是杨度的。

他以前看香港电影的时候,对于那种黑帮进行交易的场面可是向往了已久。当然,他向往的不是自己去做黑帮,似乎他现在已经是黑帮老大了。他向往的是自己是一个超级警察,将这些坏蛋能够一网打尽。

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这句话一出,大堂内顿时鸦雀无声,所有人都面面相觑,这是怎么回事,吐蕃几时变成了别人的附庸国?
“我这样算不算是回到了神奇宝贝世界那样丢出一个精灵球放出了一个神奇宝贝呢。”刘皓心里笑着想。

丁宁现在给冯丽钦定下来的歌有两首,一首是梅艳芳唱的《女人花》,一首是蔡琴唱的《恰似你的温柔》。

漫谈计算机体系


人类为什么要发明计算机?一直以来,人类都有爱偷懒的习惯,而正是由于这个原因,促使了人类发明了计算机,从而提高生产力,那么人类有了更多空闲时间去娱乐了~~

冯.诺依曼结构的工作原理

冯诺依曼结构的计算机由五大组成部分,分别是计算器、控制器、存储器(内存)、输入设备和输出设备,而计算机和控制器组成CPU(center process unit,中央处理单元)。冯.诺依曼结构的特点就是数据和指令以二进制形式,不加区别的存放在存储器中。以计算两个数相加为例,首先将相关代码和数据读入到内存中,编译器将相关代码编译成汇编代码。数据200和数据400分别存放在地址为1000、1004的地方,MOVE [1000] EAX 表示将地址是1000的内容放到寄存器EAX中,MOVE [1004] EBX 表示将地址是1004的内容放到寄存器EBX中,ADD EAX EBX 表示将EAX和EBX的内容相加,并将结果存放到EBX寄存器中。我们发现,简单的数据相加在汇编层面却对应着3条指令,如果更加复杂的数据运算就需要更加复杂的指令了。

 

计算机各个部件的连接方式

CPU通过I/O桥和内存相连,I/O桥和IO总线相连,IO总线挂载着USB控制器、图形控制器和磁盘控制器。 总线结构(不是所有的设备都是两两相连,而是通过总线结构)

  • SOA也是总线结构,服务之间并不是两两相连的
  • 代码存放在磁盘中,如果要运行代码,首先需要将磁盘中的代码放到内存中,然后CPU找到这段程序的第一个地址,例如找到main方法的地址
 

I/O桥是对南桥和北桥的抽象

  • 北桥:连接的是快速设备,例如连接的是内存
  • 南桥:连接的是慢速设备

指令和流水线

常见的指令格式有三地址指令、二地址指令、一地址指令和零地址指令,如下图所示,其中,二地址指令所占用的空间比三地址指令要少,x86系列的处理器就是采用二地址形式的;一地址指令通常被用作累加器;零地址指令地址比较紧凑,但是要完成一件事情,一般会比二地址或三地址指令需要更多的指令,例如

iconst_1
iconst_2
iadd
istore_0

iadd(表示整形加法)指令并没有任何参数。连源地址都没有指定,零地址指令有什么作用?零地址意味着源和目标都是隐含参数,其实现依赖于一种常见的数据结构--栈。

 

指令的执行是分步骤的(取指、译码、执行等),也正是这个原因,它对应着不同的部件,这些部件我们要充分的利用起来,所以才有了流水线这个概念。如果不采用流水线,那么CPU的速度会变得很慢,譬如:当取值部件正在取值时,译码、执行部件是空闲的。所以,当一条指令在译码的时候,另一条指令从内存中取指令,这样做,取值部件和译码部件都可以利用起来了。

 

速度不匹配的问题---计算机的核心问题

下面这张图描述的是CPU、内存、硬盘和网络之间的速度差异,其中,CPU的速度是1s,主存速度是6min,硬盘速度是1~12个月,而网络速度则达到19年,我们发现这些设备的速度差别巨大,内存比CPU慢几百倍,硬盘比CPU慢几十万倍,网络比CPU慢千万倍,这样一来,CPU能坐等内存或硬盘慢吞吞的干活吗?或者说,有什么方法解决这种局面吗?

 

如何解决速度不匹配的问题

1. 提升硬盘等设备的速度,和CPU匹配(现阶段不可能)

2. 承认局限,但充分压榨CPU的能力,让CPU"忙死"

  • 同步 -> 异步 异步经典的例子就是DMA(Direct Memory Access,直接内存访问),CPU发起一个硬盘读的操作之后,不等待硬盘完成,立刻去干别的事情,由DMA控制器来负责把数据从硬盘读到内存,完成后通知CPU。
  • 顺序 -> 并发 顺序就是每个程序按序执行;并发就是在单个CPU上通过时间片切换方式实现执行不同指令,由于时间片很短,人类是感觉不出来的,因此我们感觉多个程序是并行执行的;而并行是在多个CPU上实现多个程序同时执行。
 
 
  • 增加中间层 局部性原理分为时间局部性原理和空间局部性原理,时间局部性:如果程序中的某条指令一旦执行,则不久之后该指令可能再次被执行;如果某条数据被访问,则不就之后该数据可能被再次访问。空间局部性是指一旦程序访问了某个存储单元,则不久之后,其附近的存储单元也将被访问。 针对CPU而言,增加中间层就是增加缓存。当CPU要读取一个数据时,首先从CPU缓存中查找,找到就立即读取并送给CPU;没有找到,就从速率相对较慢的内存中读取并送给CPU处理,同时把这个数据所在的数据块调入缓存中,可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行,不必再调用内存。

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发布时间:2018-11-18 12:03:09

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编辑:华杜文纯

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