计算机底层知识简述

计算机要解决的问题

如何表示0和1。
在经历过晶体管等历程后，使用通过CPU进行通电断电过程表示及进行运算；

而内存，是提供给CPU用来计算的运算过程和数据；

由于计算机仅能识别0和1的的形式，所以产生了汇编语言；

汇编语言的本质：机器语言助记符，本质仍是机器语言

CPU的基础组成

PC:Program Counter 程序计数器，记录当前指令地址
Registers:寄存器，暂时存储CPU需要用到的数据
ALU:运算逻辑单元
CU：控制单元
MMU：内存管理单元

CPU乱序执行

在进行读等待的同时执行指令，提高效率
乱序可能引发读取到半初始化的问题

禁止重排序，在cpu层面通过lfence,sfence,mfence，内存屏障来保证屏障前后的操作不可乱序执行。

JVM实现：LL,SS,LS,SL屏障实现
Java中volatile，读操作：只有读完才可以进行写操作，写操作：只有写完才可以进行写操作

Happens-Before

Jvm规定重排序必遵守的问题
1、volatile变量规则：对一个volatile变量进行写操作先行发生于后面的变量的读操作
2、线程启动：start方法优先发生于这个线程每一个操作
3、线程关闭：线程的所有操作都优先于线程关闭检测
。。。

As-If-Serial

当成按照顺序执行。
不管如何排序，单线程执行的结果都不会改变

操作系统

即管理硬件，又管理软件。通过内核进行调度。