木兮清扬的博客

 美剧《24小时》常常有这样的例子，情报部门找到一张犯罪份子的照片，然后使用人脸识别软件在数据库中进行搜索，这通常要几十分钟，在这个时间空当内，杰克·鲍尔继续跟踪另外一条线索。遇到恐怖份子袭击时，时间就是生命，如果人脸识别软件效率更高，更早搜索出结果，就能更早的防范危险，挽救生命。 服务器软件非常注重代码效率，更高效的软件，意味着更短的客户响应时间，更少的服务器成本。对于很多互联网公司，服务器

在32位处理器中，一个int型变量占4个byte，假设这个变量i在内存中占据2、3、4、5这4个byte的位置，如下图所示。 数据非对齐存储        内核在访问这个数据时，会先将从0开始的4个byte读入到寄存器A中，再将从4开始的4个byte读入到寄存器B中，再将有效的数据拼成一个int数据，放在寄存器C中，可见，这种访问效率是多么的低下啊，如果变量i存储在从0开始的4个byt

从理论上看，每条运算指令的执行时间都很短，大多数指令一个Cycle就能完成，很多时候还能一个Cycle执行多条指令，可是实际上，执行指令只是处理器要做的很少一部分工作，处理器还要从存储器中取指令，从存储器中将数据导入到寄存器中，等算完后，再将结果存入到存储器中。        处理器运算的速度像兔子赛跑一样快，但是存储器的访问速度像乌龟走路一样慢，而且越是远离内核的存储器，访问速度越慢。

我们在介绍处理器时，已经知道了，现在的处理器都是流水线结构，if和switch等语句会带来跳转，而跳转会打乱流水线的正常执行，影响程序的执行效率。         下面这段代码，把奇数赋一个值，把偶数赋一个值，可以用这种方式实现： for(i=0; i<100; i++){ if(i%2 == 0) { a[i] = x; }

浮点指令要比定点指令慢很多，功耗也大很多，在精度要求不那么高的情况下，就可以将浮点数定点化，用定点指令来代替浮点指令，一个典型的例子就是alpha混合。        《反恐精英》是很多人非常喜欢的游戏，在下面的游戏截图中，一个人扔了个烟雾弹，画面呈现出半透明的烟雾效果，随着时间的推移，烟雾逐渐散去，画面恢复到原来的状态。        这种效果如果让美工来实现，那会把人累死，其实这种效果

尺有所短，寸有所长，每种处理器都有自己擅长与不擅长的操作。        在与处理器配套发布的指令集手册中，都会描述每个指令的执行周期，单周期指令是处理器最喜欢的，不仅执行时间短，而且利于流水线执行。加、减、逻辑运算等，常常是单周期指令，乘、除、分支指令、浮点指令、内存存取操作等，常常需要较多的时钟周期。我们在编程时，就应该少使用执行时间长的指令。        Q：这些复杂指令都有它的用

时间和空间的关系，是霍金这种智商的人要研究的东西，我们只需要知道，在编程时，空间是可以换时间的，时间也是可以换空间的。         李开复在他的自传《世界因你不同》中描述了他小时候在美国学校里的一个故事，老师出了道题：“谁知道1/7等于多少？”小开复马上大声回答：“0.142857”，老师和同学们都惊呼开复是个天才，其实事实情况是，开复以前在台湾时就记下了这个答案。这就是一个典型的以空间（

我们知道，小数点后面的位数越多，数据越精确，例如，100.11就比100.1精确，而越精确的数据，所需要的bit数也越多。浮点数有单精度和双精度2种格式，单精度浮点数占32 bit，双精度浮点数占64 bit，处理双精度的浮点数自然要比单精度浮点数慢。在fabsf()是计算单精度浮点数绝对值的函数，fabsf()就比<FONT style="FONT-SIZE: 10.5pt" fac

函数是结构化程序设计的产物，它使代码更加模块化，耦合性更低，重用性更高。不过，函数调用会带来额外的开销，除了引起跳转外，还会产生额外的指令。        人都有这样的经验，做一件事情时，如果被人打断，重新再回来做这件事情，就需要一段恢复时间，如果老是被打断，那事情就没法做了。函数调用也是这样，要进行参数压栈出栈、寄存器保存、指令跳转等。多个步骤如果程序的性能要求较高，就可以将一些小的函数直接

    Niklaus Wirth--Pascal语言之父，他提出了著名公式"算法+数据结构=程序"。当然，算法不仅仅可以用在程序上，硬件也一样用，处理器上也包含了不少算法，如分支预测算法、乱序调度算法等等。Niklaus Wirth    James Cooley--FFT(快速傅里叶变换)的发明人，FFT是信号处理领域使用最为广泛的算法，语音处理，无线通信都

     处理器除了一些常用的加法、移位、乘法等指令外，还有一些完成复杂功能的指令，例如：DSP中的乘累加指令、求绝对值指令，x86中的SIMD指令等等。在用高级语言编程时，编译器常常不会使用到这些指令，而是用多条简单的指令去实现它们，这时就需要程序员自己去使用它们。     使用这些复杂指令，最直接的方式当然是写汇编语言，不过汇编语言编程难度太大，还好，编译器提供了一种方便使用汇编指令的方式

      算法，是程序设计的灵魂。    数学家高斯小学的时候就知道了用更简洁的算法来减少计算量。高斯的老师出了道数学题：1+2+3……+100=? 在别的同学还在用一个一个加法苦算的时候，高斯很快就写出了答案5050，他的方法是用(100+1)*100/2代替了99个加法。高斯的算法    算法的优化，能明显的减少程序执行所需要的指令数，也即运算量。比较有名的快速算法包括：

Cache正是利用了程序、数据访问时的时间局部性和空间局部性，为了使Cache的访问效率最高，程序和数据的组织，也应该要符合这两个特性。最典型的例子就是二维数组的访问，下面就是一个二维数组：二维数组        如果a[i][j]在Cache中，那么a[i][j+1]就很可能也在Cache中，但是a[i+1][j]则不一定。于是代码这样写就不太好： for(j=0; j