CSAPP Lec01

news2024/10/6 15:31:46

1. CMU 15213_15513 CSAPP 深入理解计算机系统 Lecture 01 Course Overview 中英字幕_哔哩哔哩_bilibili

从这个课程中可以学到什么？（为什么要学这门课）

Great Reality #1（数字类型）: Ints are not Integers, Floats are not Reals

对于整数的理解可能不像是你期望的那样。

Example1：数的平方一定大于等于0吗？

Float: yes!

Int:

Example2: 加法结合律

Unsigned & Signed Int：Yes!

Float:

Great Reality #2（汇编语言）: You’ve Got to Know Assembly

可以学到汇编语言。它是机器级别模型运行的关键。

Great Reality #3（存储结构）: Memory Matters

memory referencing bug example

typedef struct{
    int a[2];
    double d;
} struct_t;

double fun(int i){
    volatile struct_t s;
    s.d = 3.14;
    s.a[i] = 1073741824; /* possibly out of bounds */
    return s.d;
}

运行结果：

为什么会出现这样的运行结果？

答：与数据如何在内存中布局有关。

调用 fun(3)、fun(4) 时，是在改变这个浮点数d的字节。

当输入 6 时，修改了该程序的某些状态（它被用于维持程序运行，最有可能是记录已经分配的内存），这就导致了程序崩溃。

理解数据结构的机器级别表示、以及他们如何运行对于你处理这些漏洞的能力十分重要。

Great Reality #4: There’s more to performance than asymptotic complexity

程序中需要用到一些低级的优化，就需要了解系统的运行规律。是什么让它运行得很好，是什么让它运行不佳。

Memory system performance example

将一个矩阵从源地址src 复制到目标地址dst

void copyij(int src[2048][2048], int dst[2048][2048]){
    int i, j;
    for(i = 0; i < 2048; i++)
        for(j = 0; j < 2048; j++)
            dst[i][j] = src[i][j];
}
// 4.3ms
void copyij(int src[2048][2048], int dst[2048][2048]){
    int i, j;
    for(j = 0; j < 2048; i++)
        for(i = 0; i < 2048; i++)
            dst[i][j] = src[i][j];
}
// 81.8ms

第一个比第二个快得多，与内存层次结构中的缓存有关。