计算机体系
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计算机原理——超线程技术
本文介绍了Intel的超线程技术(HT)原理及应用。HT通过虚拟化将一个物理CPU核心模拟为多个逻辑核心,共享执行单元但独立寄存器,从而提高并行性。该技术需CPU、主板、BIOS和操作系统共同支持,2002年首次应用于Xeon处理器。与Superscalar技术的指令级并行不同,HT实现的是CPU级别的并行。HT适合I/O密集型、内存压力小或CPU空闲多的工作场景,但对开发者而言通常无需特别处理。目前HT已广泛普及,多数情况下默认开启,仅在特定高性能计算场景可能需要调整。原创 2025-12-15 14:10:24 · 576 阅读 · 0 评论 -
计算机原理——进程的本质
本文从操作系统角度重新审视进程的概念与本质。文章首先区分了程序(静态文件)与进程(动态运行实体),并类比工人工作方式解释了线程与协程的区别。进程作为资源分配和独立运行的基本单位,其本质是PCB(进程控制块)+程序段+数据结构的组合,操作系统通过PCB表管理进程状态、资源和调度。文中以Linux为例,剖析了进程创建过程(fork-exec机制),强调深入理解进程对掌握线程开发的重要性。最后指出,只有从底层把握进程本质,才能在开发实践中灵活运用并发编程技术。原创 2025-12-10 13:43:08 · 872 阅读 · 0 评论 -
计算机原理——Superscalar技术
摘要:超标量(Superscalar)技术是一种CPU微架构设计,通过单周期并行发射执行多条独立指令提高吞吐量。其核心原理包括多发射、乱序执行、寄存器重命名和分支预测等技术。主要优势是提高指令执行效率和硬件利用率,但对软件透明。局限性包括指令依赖、资源竞争和硬件复杂性等问题。应用上可通过优化代码结构、减少分支、内存对齐等方法提升性能。该技术已广泛应用于PC、服务器及嵌入式处理器。开发者需理解底层硬件原理,才能编写高效运行的代码。原创 2025-12-09 12:06:30 · 641 阅读 · 1 评论 -
编译器的指令调度和CPU实现乱序执行的关系
本文分析了编译器指令调度与CPU乱序执行的关系。编译器通过静态分析优化指令流程,减少依赖,为CPU执行创造条件;而CPU则根据运行时实际情况动态调整指令顺序,最大化利用硬件资源。二者是互补关系:编译器提供整体优化框架,CPU负责局部动态调整。这种设计模式体现了模块间的协调配合,编译器负责静态规划,CPU负责动态执行,共同提升系统性能。理解这种关系有助于开发者把握程序优化的整体思路,而无需深入底层细节。原创 2025-11-28 08:01:18 · 324 阅读 · 0 评论 -
debain12安装——对启动分区的处理
本文针对Debian 12安装过程中使用LVM分区时出现的"grub-install dummy faile"错误进行分析,指出问题根源在于EFI和/boot分区被错误地分配到了LVM分区。原因在于UEFI固件无法识别LVM结构,且GRUB引导器在启动初期可能无法访问LVM中的/boot文件。解决方法包括:1)手动为EFI(100MB-1G FAT32)和/boot(1G-2G ext4)创建独立分区;2)先采用LVM自动分区再调整。文章强调掌握系统安装的基本方法需要耐心实践,建议初学者原创 2025-11-07 08:04:50 · 639 阅读 · 1 评论 -
计算机原理—缓存
计算机存储系统采用层次化结构来平衡速度、容量与成本。主要包括CPU缓存(L1-L3)、内存和硬盘,各自具有不同的读写速度与容量特性。缓存机制基于计算机访问的局部性原理,通过多级查找策略(命中/未命中)提升数据访问效率,在硬件和软件层面均有广泛应用。MESI等协议确保了多核CPU的缓存一致性。缓存作为CPU与内存间的桥梁,有效解决了速度不匹配问题。掌握缓存原理对开发高性能系统至关重要,但需根据实际场景合理应用。原创 2025-11-01 10:05:03 · 828 阅读 · 2 评论 -
C++编程实践——数据校验
本文介绍了数据通信中的安全校验机制。数据在传输过程中可能出错或被篡改,因此需要校验算法来确保数据的完整性和一致性。主要校验算法包括:校验和(简单快速但检测能力弱)、奇偶校验(高效但仅能检测单比特错误)和CRC校验(检测能力强但计算复杂)。这些算法广泛应用于串口通信、网络协议、存储系统等领域。文中还提供了CRC32算法的C语言实现示例。对于大多数开发者而言,了解这些校验机制的基本原理即可,底层通信通常已封装好相关功能。原创 2025-09-16 10:21:49 · 986 阅读 · 2 评论 -
内存大(巨)页
文章摘要: 大页(巨页)是比标准4KB页更大的内存页(如2MB或1GB),用于优化内存管理。随着内存容量增长,传统小页导致页表膨胀、TLB命中率下降等问题。大页通过减少页表层级、提升连续内存访问效率,显著提高性能,尤其适用于数据库、大数据处理、高性能计算等场景。但其分配复杂,可能加剧内存碎片。技术发展推动内存管理演进,未来可能出现更优方案。开发者需持续关注前沿技术动态。 (150字)原创 2025-09-12 08:16:49 · 890 阅读 · 2 评论
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