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一个系统软件工程师的方法论

-A System Software Engineer’s Methodology

陈怀临，创办人《弯曲评论》

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× 《弯曲评论》

× 系统软件

× 知识结构

× 工作方法

× 系统理解

× 工业动态

× 结束寄语

提纲

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× 目标：非盈利性智库机构

× 领域：× 科技跟踪

× 专题分析

× 人物报道

× 学术打假

　

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最近工作总结： × 专题分析

《对中国系统软件的思考与建议》

《对华为系统软件的战略思考（上）》

《对华为系统软件的战略思考（下）》

《对陆首群“坚持开源软件的创新之路”一文的讨论 》

《对国防科大麒麟操作系统研发的思考》

《中国计算机发展史略 (1956-2006) 》

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最近工作总结： × 学术打假： IPV9 批判

IPv9 ，中国的创新，还是骗子的杰作？如果中国少几个张庆松——写在张庆松力挺 IPv9 之后科技问题政治化和狐假虎威的范例阳光下的争辩—— IPv9 是什么

没有知识你可以有常识，没有学问你应该有疑问——再驳张庆松博士大家快来看上帝啊—— IPv9 的一些技术细节揭开 IPV9 的神秘面纱–“ IPv9” 公开信息统计谢建平先生到底拥有哪些“ IPv9” 专利？

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最近工作总结： × 科技书籍：

《 PowerPC and Linux Kernel Inside 》

《 Linux 核 心》（ The Linux Kernel) （下）

《 Linux 核 心》（ The Linux Kernel) （中）

《 Linux 核 心》（ The Linux Kernel) （上）

《 MIPS CPU 体系结构概述， Linux/MIPS 内核》（下）

《 MIPS CPU 体系结构概述， Linux/MIPS 内核》（上）

《 See MIPS Run 》

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最近工作总结：

× 人物评述：

《邓稼先传》

《海外学人》

《计算的美丽 - 图灵奖的第一个四十年》（上）

《计算的美丽 - 图灵奖的第一个四十年》（下）

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× 操作系统× 桌面操作系统× 服务器操作系统× 嵌入式操作系统

× 编译器与工具链（ gcc, binutil, gdb…)

× 编程环境，中间件×PVM ， MPI ， OpenMP×Mapreduce ， Hadoop×CORBA ， DCOM

系统软件

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× 嵌入式操作系统

- 传统分时系统： Linux ， FreeBSD

- 微内核： QNX/Neutrino ， L4 ， Mach

- 大型通信操作系统：华为 /VRP ，思科 /IOS 、 IOX

系统软件

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× 系统软件工程师

×系统开发的关键成员

×系统调试的关键成员

×系统维护的关键成员

×系统升级的关键成员

知识结构

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× 形而下

×掌握一种 CPU 的结构

×熟练掌握汇编语言和相应的调试方法

×熟练掌握 C 语言和相应的调试方法

知识结构

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× 形而下

×深刻理解经典操作系统原理- 调度，内存管理，通信，同步，锁

×深刻理解一个进程空间的分布

知识结构

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× 形而上

×了解一种 CPU/NP/SoC 的微结构

×了解多种流行 CPU 、 NP 的结构- MIPS ， ARM 、 XScale- IA32 ， PowerPC- XLR ， Cavium- AMD

知识结构

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× 形而上

×熟悉一种总线或连接（ Interconnect ）

×了解多种流行总线或连接×MPX ， 603 ，×HT ， CSI ×PCI ， PCI-E, RapidIO

知识结构

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× 形而上

× 熟悉一款 OS 子系统实现机制× 熟悉一款 OS 内核开发环境×了解各种 OS优缺点和映射关系

知识结构

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× 形而上

× 熟悉协议栈

×阅读 RFC

知识结构

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× 形而上

×熟悉经典数据结构算法

× 熟悉排队论系统（ Queue System ）

×基本算法复杂性分析能力

知识结构

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× 形而上

× 跟踪工业界研发动态

×阅读经典学术文献

知识结构

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×谨慎，谦虚

×不生气

ד当你认为再也没有 bug 的时候，至少还有一个没有发现的 bug”

ד 你最担心的地方，也就是你要犯错的地方！”

×系统层次的 bug 是致命的。

×任何一行系统代码都是重要的。

工作方法

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×调试硬件开发板工作方法：

-阅读硬件规约第一遍的仔细与精确性

-撰写调试日志的工作习惯

- 建立 Baseline 的重要性

- 步步为营和可追溯性。

工作方法

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×调试硬件开发板工作方法：

- 与厂商技术支持交互

-不要相信开发板和硬件工程师

- 如果出现过（一个错误），一定会再出现

工作方法

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×系统研发工作方法：

-简单就是美；实用才是王道！

-次优算法；解决问题；把最优算法留给教授。

-策略与机制的分离！

-不要从新发明；不要当民科！

-最好的老师是 www.google.com

工作方法

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×系统研发工作方法：

-控制平面

-数据平面

- 管理平面

- 调试平面

工作方法

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×系统联调工作方法：

- 概念清晰，层次感强： Divide and Conquer

-集成复杂性

-放弃侥幸心理

工作方法

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×系统测试和联调工作方法：

×简单 bug 的调试方法（可重复的）

-LED点灯调硬件板

-printf 的使用

- 子系统 Loopback 调试

工作方法

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×系统测试和联调工作方法：

×复杂 bug 的调试方法（非常难重复的）

-bug 的表象原理

-bug 的累积原理

-功力（基础）有多深；就能走多远。

工作方法

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×系统测试和联调工作方法：

×复杂 bug 的调试方法（非常难重复的）

-最复杂的 bug 是概念不清而引入的

bug

-最头痛的 bug 是 memory corruption

工作方法

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×系统测试和联调工作方法：

×科学攻关 vs 工业研发

--不要轻易放弃

--不是做研究，发文章。

--patch 的使用；度的掌握

工作方法

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×系统可扩展性和升级研发方法：

- 硬件计算能力的翻倍 ！ =系统性能的翻倍！

-瓶颈通常是通信开销，总线开销。

- 坚持系统改良的道路；不要做激烈革命者

工作方法

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×系统可扩展性和升级研发方法：

- “ You can’t control it, if you can’t measure a system

-基于可量化的科研方法。

工作方法

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×如何与客户打交道：

-已经是网络工程师搞不定的 bug

-稳住客户

-不要轻易下结论

- 解决方案或者补丁 patch.

- 一个 Best Efforts 的技术解释。

工作方法

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× 系统（ System ）与核心（ Kernel) 的关系

×计算单元的多样化（ ASIC ， FPGA ， CPU ， NP）

×互连网络的多样化（ Bus ， Interconnect ）

系统理解

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工业动态

× 多核系统的持续应用

×微观分布式并行计算系统

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工业动态

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Centralized Shared Memory Multiprocessor

Interconnection Network

Processor

Caches

Main Memory I/O System

Processor

Caches

Processor

Caches

Processor

Caches

High-end Internet Appliance Architecture

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High-end Internet Appliance Architecture

Interconnection Network

Caches

Memory I/O

Caches

Memory I/O

Caches

Memory I/O

Non-Uniform Memory Access (NUMA):Accessing local memory is faster than accessing remote memory

Processor ProcessorProcessor

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Cluster Interconnection Network

Memory I/O

Proc.

Caches

Node Interc. Network

Proc.

Caches

Proc.

Caches

Memory I/O

Proc.

Caches

Node Interc. Network

Proc.

Caches

Proc.

Caches

Distributed Shared Memory (Clusters of SMPs)Typically: Shared Address Space with ccNUMA

High-end Internet Appliance Architecture

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结束语

谢谢大家！

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