读CSAPP之优化的基础知识

编写高效代码就是善待你的用户，每节省一个时钟周期、一字节网络流量，就是善事一桩，善小亦为之，日久功德无量。

首先，动手之前，选择出合适的算法和数据结构；其次，编写出的源代码应该让编译器能够有效优化，以生成成高效可执行代码；最后，针对处理运算量特别大的计算，要能将一个任务分成多个部分，这些部分可以在多核或多处理器的某种组合上并行地计算。

读CSAPP之PIPE原理和实现

流水线化的目的就是每个时钟周期都发射一条指令，也就是说每个时钟周期都有一条新指令进入执行阶段，同时有一条旧指令退出执行流程。

流水线化会增加吞吐量（throughout），但同时也会增加一条指令从头到尾执行的全部时间，即延迟（latency），–延迟增加的原因是，多出来的流水线寄存器的时间开销。

流水线阶段之间的指令转移由时钟信号控制，并且时钟信号控制在每隔特定的时间间隔加载流水线寄存器。流水线寄存器采用时钟寄存器，其由时钟信号控制加载输入值，信号转播到流水线寄存器的输入，直到时钟上升时，才会改变寄存器的状态。用来保存程序计数器（PC）、条件代码（CC）和程序状态（Stat）等。

读CSAPP之ISA、Circuit和SEQ

我曾经不只三次翻阅第四章–处理器体系机构，然而至今未能完整读懂，其中的电子学和布尔代数小节，使我深深地为当年的逃课行为感到懊恼，–为此，我特意找了《数字电路简明教程》来补上这一课。下面这些文字，是我在半懂不懂的情况下，“断章取意”摘录的，只做自己的读书笔记。

ISA

指令集体系结构（Instrunction-Set Architecture, ISA）是指处理器所支持的指令和指令的字节级编码，其在编译器编写者和处理器设计者之间提供了一个概念抽象层。

每条指令由若干个字节组成，第一个字节包含了code部分（高四位）和function部分（低四位），不同指令的code部分可能相同，但code和function的二者组合则惟一标识一条指令，并根据其确定其他附加字节的长度和定义，处理器可以无二义性地执行目标代码程序。

读CSAPP之Procedure、Stack Frame

过程调用包括将数据（以参数和返回值的形式）和控制从代码的一部分传递到另一部分，同时，在进入时为过程的局部变量分配空间，并在退出时释放空间。

IA32只提供了对进入过程和退出过程的控制，而数据传递、变量的分配和释放则要通过操作程序栈来实现。x86-64则是通过寄存器而不是栈来传递数据，这样极大地减少了存储器读写操作的数量。

读CSAPP之RAM、Locality和Cache

RAM（Random Access Memory）中文译作随机存取存储器，所谓“随机存取”，指的是当存储器中的消息被读取或写入时，所需要的时间与这段信息所在的位置无关。相对的，读取或写入顺序访问（Sequential Access）存储设备中的信息时，其所需要的时间与位置就会有关系[1]，比如磁盘存储器。

RAM 分为 SRAM 与 DRAM 两大类，二者区别在于前者对干扰（光、电）不敏感，用于高速缓存存储器，后者用于主存和显存，以及数码相机和摄像机中的传感器。