深入理解計算機系統：2.計算機系統漫游(下)
1. 高速快取至關重要
系統花費了大量的時間把資訊從一個地方傳到另一個地方，hello程式的機器指令最初是存放在磁盤上，當程式加載時，它們被復制到主存；當處理器運行程式時，指令又從主存復制到處理器，從程式員的角度來看，這些復制就是開銷，減慢了程式“真正”的作業，因此，系統設計者的一個主要目標就是使這些復制操作盡可能快地完成，
根據機械原理， 較大的存盤設備要比較小的存盤設備運行得慢，而快速設備的造價遠高于同類的低速設備，一個典型的暫存器檔案只存盤幾百位元組的資訊，而主存里可存放幾十億字方， 然而處理器從暫存器檔案中讀資料比從主存中讀取幾乎要快100倍，
隨著這些年半導體技術的進步，這種處理器與主存之間的差距還在持續增大，加快處理器的運行速度比加快主存的運行速度委容易和便宜得多，針對這種處理器與主存之間的差異，系統設計者采用了更小更快的存盤設備：高速快取存盤器(簡稱為cache或高速快取)，作為暫時的集結區域，存放處理器近期可能會需要的資訊，
2. 存盤設備形成層次結構
存盤器層次結構的主要思想是上一層的存盤器作為低-一層存盤器的高速快取，因此暫存器檔案就是LI的高速快取，LI是L2的高速快取，L2是L3的高速快取，L.3是主存的高速快取，而主存又是磁盤的高速快取，在某些具有分布式檔案系統的網路系統中，本地磁盤就是存盤在其他系統中磁盤上的資料的高速快取，
3.作業系統管理硬體
我們可以把作業系統看成是應用程式和硬體之間插人的一層軟體，所有應用程式對硬體的操作嘗試都必須通過作業系統，
防 止硬體被失控的應用程式濫用; 向應用程式提供簡單一致的機制來控制復雜而又通常大不相同的低級硬體設備， 作業系統通過幾個基本的抽象概念(行程、虛擬記憶體和檔案)來實作這兩個功能，
檔案是對I/O設備的抽象表示，虛擬記憶體是對主存和磁盤I/O設備的抽象表示，行程則是對處理器、主存和I/O設備的抽象表示，
行程 ：像hello這樣的程式在現代系統上運行時，作業系統會提供種假象，就好像系統上只有這個程式在運行，程式看上去是獨占地使用處理器、主存和1/O設備 ，處理器看上去就像在不間斷地一條接一 條地執行程式中的指令， 即該程式的代碼和資料是系統記憶體中唯一的物件，這些假象是通過行程的概念來實作的，行程是計算機科學中最重要和最成功的概念之一，是作業系統對一個正在運行的程式的一種抽象，執行緒 ：一個行程實際上可以由多個稱為執行緒的執行單元組成，每個執行緒都運行在行程的背景關系中，并共享同樣的代碼和全域資料 ，由于網路服務器中對并行處理的需求，執行緒成為越來越重要的編程模型，因為多執行緒之間比多行程之間更容易共享資料，也因為執行緒一般來說都比行程更高效，當有多處理器可用的時候，多執行緒也是一種使得程式可以運行得更快的方法，虛擬記憶體 ：虛擬記憶體是一個抽象概念，它為每個行程提供了一個假象，即每個行程都在獨占地使用主存 ，每個行程看到的記憶體都是一致的， 稱為虛擬地址空間，程式代碼和資料 ：對所有的行程來說，代碼都是從同一固定地址開始的，即 0x08048000，緊接著是C全域變數的資料區， 代碼和資料區是直接按照可執行目標檔案的內容初始化的堆 ：運行時堆，在運行時動態地擴展收縮共享庫 ：大約在地址空間的中間部分，存放標準庫、數學庫等共享庫的代碼和資料堆疊 ：位于用戶虛擬地址空間頂部的是用戶堆疊，編譯器用它來實作函式呼叫，在程式執行期間可以動態的擴展和收縮，內核虛擬存盤器 ：地址空間頂部的區域是為內核保留的，不允許應用程式讀寫這個區域的內容或直接呼叫內核代碼定義的函式，必須呼叫內核執行這些操作檔案 ：檔案就是位元組序列，每個I/O設備，包括磁盤、鍵盤、顯示幕，甚至網路，都可以看成是檔案，系統中的所有輸入輸出都是通過使用一小組稱為Unix I/O的系統函式呼叫讀寫檔案來實作的，檔案向應用程式提供了一個統一的視圖，來看待系統中可能含有的所有各式各樣的I/O設備，4.系統之間利用網路通信
隨在Inenet這樣的全球網路的出現，從一臺主機復制資訊到另外一臺主機已經成為計算機系統最重要的用途之一，
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本地telnet客戶端
遠程telnet 服務器
1.用戶在telnet客戶端鍵入"hello" 字串并敲下回車鍵
這種客戶端和服務器之間互動的型別在所有的網路應用中是非常典型的
5.重要主題
Amdahl定律：要想顯著加速整個系統，必須提升全系統中相當大的部分的速度
執行緒級并發 ：設計同時有多個程式執行的系統甚至在一個行程中執行多個控制流指令級并行 ：較低抽象層次，可以同時執行多條指令，流水線將執行一條指令所需要的活動劃分成不同步驟，將處理器的硬體組織成一系列的階段，每個階段執行一個步驟，這些階段可以并行操作，用來處理不同指令的不同部分單指令、多資料并行 ：最低層次，許多現代處理器擁有特殊硬體，允許一條指令產生多個可以并行執行的操作
