随笔分类 -  计算机组成原理

指令跳转：原来if...else就是goto
摘要：一般一个程序包含很多条指令。因为有 if...else、for 这样的条件和循环存在，这些指令也不会一路平铺直叙地执行下去。 一个计算机程序是怎么被分解成一条条指令来执行的。 拿我们用的 Intel CPU 来说，里面差不多有几百亿个晶体管。实际上，一条条计算机指令执行起来非常复杂。好在 CPU 在 阅读全文
posted @ 2021-08-05 15:42 hochan_100 阅读(289) 评论(0) 推荐(0)
异常和中断：程序出错了怎么办？
摘要：异常：硬件、系统和应用的组合拳 一提到计算机当中的异常（Exception），可能你的第一反应就是 C++ 或者 Java 中的 Exception。不过我们今天讲的，并不是这些软件开发过程中遇到的“软件异常”，而是和硬件、系统相关的“硬件异常”。 当然，“软件异常”和“硬件异常”并不是实际业界使用 阅读全文
posted @ 2021-07-19 10:30 hochan_100 阅读(123) 评论(0) 推荐(0)
动态链接：程序内部的“共享单车”
摘要：我们之前讲过，程序的链接，是把对应的不同文件内的代码段，合并到一起，成为最后的可执行文件。这个链接的方式，让我们在写代码的时候做到了“复用”。同样的功能代码只要写一次，然后提供给很多不同的程序进行链接就行了。 么说来，“链接”其实有点儿像我们日常生活中的标准化、模块化生产。我们有一个可以生产标准螺帽 阅读全文
posted @ 2021-07-16 11:18 hochan_100 阅读(24) 评论(0) 推荐(0)
理解IO_WAIT：I/O性能到底是怎么回事儿？
摘要：大部分程序员开发的都是应用系统。在开发应用系统的时候，我们遇到的性能瓶颈大部分都在 I/O 上。 讲解局部性原理的时候，我们一起看了通过把内存当作是缓存，来提升系统的整体性能。在讲解 CPU Cache 的时候，我们一起看了 CPU Cache 和主内存之间性能的巨大差异。 然而，我们知道，并不是所 阅读全文
posted @ 2021-07-14 13:57 hochan_100 阅读(145) 评论(0) 推荐(0)
输入输出设备：我们并不是只能用灯泡显示“0”和“1”
摘要：接口和设备：经典的适配器模式 实际上，输入输出设备，并不只是一个设备。大部分的输入输出设备，都有两个组成部分。第一个是它的接口（Interface），第二个才是实际的 I/O 设备（Actual I/O Device）。我们的硬件设备并不是直接接入到总线上和 CPU 通信的，而是通过接口，用接口连接 阅读全文
posted @ 2021-07-14 09:55 hochan_100 阅读(61) 评论(0) 推荐(0)
总线：计算机内部的高速公路
摘要：如果我再问你，计算机五大组成部分是什么，应该没有人不知道了吧？我们这一节要讲的内容，依然要围绕这五大部分，控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。 CPU 所代表的控制器和运算器，要和存储器，也就是我们的主内存，以及输入和输出设备进行通信。 那问题来了，CPU 从我们的键盘、鼠标接收输入信号，向 阅读全文
posted @ 2021-07-13 18:25 hochan_100 阅读(140) 评论(0) 推荐(0)
理解内存（下）：解析TLB和内存保护
摘要：机器指令里面的内存地址都是虚拟内存地址。程序里面的每一个进程，都有一个属于自己的虚拟内存地址空间。我们可以通过地址转换来获得最终的实际物理地址。我们每一个指令都存放在内存里面，每一条数据都存放在内存里面。因此，“地址转换”是一个非常高频的动作，**“地址转换”**的性能就变得至关重要了。 这就是我们 阅读全文
posted @ 2021-07-13 18:10 hochan_100 阅读(99) 评论(0) 推荐(0)
理解内存（上）：虚拟内存和内存保护是什么？
摘要：计算机有五大组成部分，分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 如果说计算机最重要的组件，是承担了运算器和控制器作用的 CPU，那内存就是我们第二重要的组件了。内存是五大组成部分里面的存储器，我们的指令和数据，都需要先加载到内存里面，才会被 CPU 拿去执行。 可以知道，在我们日常使用的 阅读全文
posted @ 2021-07-13 16:39 hochan_100 阅读(78) 评论(0) 推荐(0)
MESI协议：如何让多核CPU的高速缓存保持一致？
摘要：你平时用的电脑，应该都是多核的 CPU。多核 CPU 有很多好处，其中最重要的一个就是，它使得我们在不能提升 CPU 的主频之后，找到了另一种提升 CPU 吞吐率的办法。 我们说，CPU Cache 解决的是内存访问速度和 CPU 的速度差距太大的问题。而多核 CPU 提供的是，在主频难以提升的时候 阅读全文
posted @ 2021-07-13 14:44 hochan_100 阅读(81) 评论(0) 推荐(0)
高速缓存（下）：你确定你的数据更新了么？
摘要：在我工作的十几年里，写了很多 Java 的程序。同时，我也面试过大量的 Java 工程师。对于一些表示自己深入了解和擅长多线程的同学，我经常会问这样一个面试题：“volatile 这个关键字有什么作用？”如果你或者你的朋友写过 Java 程序，不妨来一起试着回答一下这个问题。 就我面试过的工程师而言 阅读全文
posted @ 2021-07-13 11:36 hochan_100 阅读(34) 评论(0) 推荐(0)
高速缓存（上）：“4毫秒”究竟值多少钱？
摘要：int[] arr = new int[64 * 1024 * 1024]; // 循环1 for (int i = 0; i < arr.length; i++) arr[i] *= 3; // 循环2 for (int i = 0; i < arr.length; i += 16) arr[i] 阅读全文
posted @ 2021-07-13 09:49 hochan_100 阅读(76) 评论(0) 推荐(0)
局部性原理：数据库性能跟不上，加个缓存就好了？
摘要：平时进行服务端软件开发的时候，我们通常会把数据存储在数据库里。而服务端系统遇到的第一个性能瓶颈，往往就发生在访问数据库的时候。这个时候，大部分工程师和架构师会拿出一种叫作“缓存”的武器，通过使用 Redis 或者 Memcache 这样的开源软件，在数据库前面提供一层缓存的数据，来缓解数据库面临的压 阅读全文
posted @ 2021-07-09 18:25 hochan_100 阅读(114) 评论(0) 推荐(0)
存储器层次结构全景：数据存储的大金字塔长什么样？
摘要：如果你自己组装过 PC 机，你肯定知道，想要 CPU，我们只要买一个就好了，但是存储器，却有不同的设备要买。比方说，我们要买内存，还要买硬盘。买硬盘的时候，不少人会买一块 SSD 硬盘作为系统盘，还会买上一块大容量的 HDD 机械硬盘作为数据盘。内存和硬盘都是我们的存储设备。而且，像硬盘这样的持久化 阅读全文
posted @ 2021-07-09 17:57 hochan_100 阅读(139) 评论(0) 推荐(0)