c++ 链表 计算机技术与科学系列笔记(5)

cpu只能访问存储在内存中的数据，外存中的数据只有先调入内存后才能被cpu访问和处理。

cpu只能运行它所支持的指令集，而这些指令集当中的每条指令都是一些二进制数的序列，也就是“0”和“1”的有序组合。

为在多cpu环境中利用test_and_set指令实现进程互斥，硬件需要提供进 一步的支持，以保证test_and_set指令执行的原子性. 这种支持目前多以 “锁总线”(bus locking)的形式提供的，由于test_and_set指令对内存的两 次操作都需要经过总线，在执行test_and_set指令之前锁住总线，在执行 test_and_set指令后开放总线，即可保证test_and_set指令执行的原子性， 用法如下： 多处理机互斥算法。

一、用更多的位来代表指令，比如32位或64位，这叫“指令长度”；

昨天有善于探索的童鞋@荃世界的荣耀 发帖说用 nfc百卡通 可以读取nfc卡，于是立即试了试，果然可以成功读取银行芯片卡，以及公交卡，但是门禁卡没能识别。

诸如从内存读取、储存、和计算操作，全部集于单一指令之中，指令数目多而复杂，指令编码格式混乱，导致编码器复杂，流水线设计较为困难，指令不定长也带来指令对齐方面的额外挑战，因此付出了性能的代价。

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比如有的玩法要人脸识别，有的直播要读取动作指令，有的滤镜要搞空间处理，把这些全挤在cpu、gpu上手机马上会进入龟速状态，用云处理无法支持不说，更丧失了实时体验。

9.《高级CPU设计》

早期为提升CPU速度，方法是加快晶体管切换速度。

CPU有专门的除法电路+其他电路来做复杂操作，用来处理游戏、视频解码等工作。

现代提升CPU性能的方法：

一、缓存

为了提高CPU的存取速度，在CPU内部装了一块缓存，通常只有几M左右大小，用来从RAM中整块整块提取数据，并在CPU中处理。

缓存里每块空间有一个特殊的标记，叫“脏位（dirty bit）”。当缓存中的内容被CPU改写时，RAM需要同步更新。因此，同步一般发生在缓存满了而CPU又要缓存时，在清理缓存腾出空间之前，会先检查脏位。如果是脏的，在加载新内容之前，会把数据写回RAM。

二、指令流水线

取指令->解码 ->执行不断重复，但每阶段用的是CPU的不同部分，因此可以并行处理。执行一个指令，同时解码下一个指令，同时读取下下个指令。但问题是，不同指令间存在依赖关系。因此，流水线处理器要先弄清楚指令间的依赖关系，必要时停止流水线，避免出现问题。高端CPU，会进一步动态排序有依赖关系的指令，最小化流水线停工时间。这叫“乱序执行。”第2个问题是，条件跳转（jump功能），这些指令会改变程序的执行流。高端CPU会把jump看成岔路口，然后猜哪条路的可能性大一些，然后提前把指令放进流水线，这叫“推测执行”。如果猜错了，CPU再清空流水线。为了提升正确率，CPU的开发商开发了复杂的算法，叫“分支预测”，来猜测哪条分支更有可能。

三、多核处理器

同时运行多个指令流，即在一个CPU芯片里，有多个独立处理单元（core1、core2...）。c++ 链表它们共享资源，比如缓存，使得多核可以合作运算；多核不够时，可以用多个CPU。

10.《早期的编程方式》

打孔纸卡->插线板 ->面板拨开关

插线板也即控制面板，上面插很多线。运行不同的程序要重新接线。

11.《编程语言发展史》

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