程式設計師的自我修養 chapter 1
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第一篇 簡介
1. Chapter 1 溫故而知新a. 從Hello World說起b. 萬變不離其宗c. 站得高，望得遠d. 作業系統的功能e. 記憶體不夠麼辦f. 團結力量大
g. 本章小結
從Hello World說起
#include <stdio.h> int main (){ printf ("Hello World\n"); return 0;} 你知道這個Hello World從編譯、靜態鏈結到作業系統如何載入程式、動態鏈結及執行階段程式庫和標準程式庫的實作嗎？
萬變不離其宗
● CPU、記憶體、I/O控制晶片
匯流排【Bus】
PCI/ISA及南北橋設計的硬體架構
SMP與多核
● CPU幾乎已經達到實體限制，4GHz● 對稱式多重處理，Symmetrical Multi-
Processing● CPU的數量和處理的速度並不成正比● 將多個處理器合併在一起，以一個處理器的外
包裝出售
站得高，望得遠
作業系統的功能
● 管理CPU、記憶體、I/O設備● CPU
○ 多重程式，Multiprogramming○ 分時系統，Time-Sharing System○ 多工系統，Multi-tasking
■ 行程，Process■ 先佔式，Preemptive
● 硬體驅動程式（Device Driver）○ 讀檔
記憶體不夠怎麼辦
● 位址空間不隔離● 記憶體使用效率低● 程式執行的位址不確定● 虛擬位址，Virtual Address
○ 分段○ 分頁
分段
分頁
● 虛擬頁，Virtual Page● 實體頁，Physical Page● 磁碟頁，Disk Page● 分頁錯誤（Page Fault）● MMU，Memory Management Unit
分頁（cont.）
團結力量大
● 緒程，Thread，有時稱為羽量級行程（Lightweight Process）
● 由緒程ID、PC、暫存器集合和堆疊組成
緒程的存取權限
緒程排程
緒程排程（cont.）
● 優先順序排程（Priority Schedule）○ 緒程優先順序（Thread Priority）
● 輪轉法（Round Robin）● 餓死（Starvation）
○ 使用者指定優先順序○ 根據進入等待狀態的頻繁程度提升或降低優先順序
■ IO密集型緒程（IO Bound Thread）■ CPU密集型緒程（CPU Bound Thread）
○ 長時間得不到執行而被提升優先順序
● 先佔（Preemption）
Linux的多緒程
● 無論緒程或行程都稱為任務（Task）● 不同的Task之間可以共用記憶體空間。怎麼知
道Task實際使用多少？● 寫時複製（Copy-on-Write）
緒程安全
● void inc_x () { x++; }● 原子（Atomic）操作，glib● Semaphore《Glib Semaphores》
○ 可以被任意緒程獲取並釋放
● Mutex《類似binary semaphore》glib○ 哪個緒程獲取了互斥器，哪個緒程就要負釋放這個鎖
定
● Criticsl Section● Read-Write Lock
○ Sema、Mutex、CS遇到偶爾寫入的情況，效能不彰
● Condition Variable
緒程安全（cont.）
● 可重入（Reentrant）● 過度最佳化
○ volatile（C語言中volatile關鍵字）●CPU動態排程換序，
○ 參考（《大话处理器》连载——微架构(19) 乱序执行
总结）
○ barrier防止指令交換
多緒程內部情況
本章小結
● 有夠雜的