上帝把我制造出来，给我了一个很小的脑容量，为数不多的寄存器能临时的记一点东西，但是上帝给我打开了一扇特别的窗户，那就是像阿甘一样，跑的飞快。
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) } h$ n- K1 s2 g, U! x% B* z 到底有多快呢？我这么比喻一下吧，我的工作都是以纳秒为单位的，你们人间的一秒，我可能已经做了1000,000,000（10亿）次动作了。/ E# C7 |. y' U: x
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; H8 z! J+ Y9 }3 [) i; l. P C 相比而言，内存比我慢100倍，硬盘比我慢1000多万倍，你说我快不快？% m- r0 i. Y# H) E
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我住在一个机箱里，每天早上一阵电流把我叫醒，还夹杂着嗡嗡的声音，我知道我忠实的护卫电风扇又开始工作了，我特别怕热，又运行的飞快，如果没有电风扇给我降温，我很快就会生病，生病的后果很严重，那就是我的伙伴们像内存了，硬盘了。。全部都要罢工了，没有我这个系统就会陷入的一片死寂。
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h4 [$ H/ L. y. j0 u' o2 ?1 o9 K 我听说有些CPU的福利很好，竟然待在恒温恒湿，一尘不染的托管机房里，让我好生羡慕。1 f, P% o( W. U f
1 k3 v/ R$ R& z, c 我的脑容量很小，所以醒来后只想起了我的创造者告诉我的几件事情：8 D8 L, [6 \1 ~7 t( G# T
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1.你的工作就是运行指令# Q0 \& Q& O3 O D0 R
2.你不能保存指令，你的指令全在内存里
! Y2 y1 A; P) a9 X( H/ M# E 3.你的第一条指令在内存的最顶端处0xFFFFFFF03 G& p3 T" ~3 n, }
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那还有什么可说的，赶紧打电话给内存要指令，电话通过系统总线，还得通过I/O桥电话局需要转接一下，再通过存储总线接通内存。
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% L. ]4 ~5 E9 @' Z. F2 J& e "哥们，把这个地址处的指令给我说一下吧"
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7 k& A. i3 q4 e' J "你是谁？"内存竟然把我忘了，当然，他断了电和我一样，失忆了。#j347:
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"我是阿甘啊，我们经常聊天来着，你忘了？"* E& h4 U( P/ z1 C
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内存磨磨唧唧半天才把数据发了过来（比我慢100倍啊），这是一条跳转指令，我立刻回忆起来了，这是我的老朋友BIOS等着我去运行他那一堆指令呢。+ w: _0 t- a, i' v3 V
' a9 U9 ?# z8 Z+ M0 W# W 我给BIOS打电话:“老弟，今天干点啥？”$ j. M1 D# K6 p) k
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“阿甘，早上好"BIOS从不失忆，把所有人都记得清清楚楚“还不是老一套啊，无非做一下系统的自检，看看内存，硬盘，显卡等这些老伙计们有没有问题，有问题的话用小喇叭提示一下主人”
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0 O) n3 w$ u5 A0 l" | 这些过程我已经轻车熟路了，很快搞定，像往常一样，没有问题，我还把一个叫做中断向量表的东西给弄好了，我知道一会而要用) a% `, `/ P+ D, Q& C& U
) }8 q- F l/ Y7 |% F6 t 这些东西都搞完了，BIOS果然告诉:"阿甘，int 0x19"
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- D% _1 r" k$ ^2 G9 f 我赶紧去刚弄好的中断向量表中去查第19号，顺藤摸瓜又找到对应0x19的一大堆指令。
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执行吧，这堆指令把将磁盘的第一扇区（磁盘最开始的512字节）运到内存的0X0000:0X7C00处，然后我就从此处接着执行。
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我想起来了，接下来有一大堆精巧的指令把迷迷糊糊的操作系统从硬盘中唤醒，运输到内存中来。(此处实在是复杂，略去10万字。。。。): {; j9 g/ z' g
. E: Y$ ^5 j4 n: L3 h' @ ?9 _' ` 你看这就是为啥他们叫我阿甘，我做事飞快，但非得别人告诉去哪里执行才行，要不然我就只会坐在那里无所适从。" R- Z; E3 O! w3 @3 r5 ~' r$ H
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4 ]$ d; q: M1 W4 D i 操作系统一旦进入内存，立刻就是老大，所有人都得听他指挥。我也发现我的周围出现了一个屋子：进程屋。屋里堆着一大堆东西，什么进程描述信息包裹了，进程控制信息包裹了，我都不太关心，我只关心最最重要的两件东西：- ~: o# P l! h2 {3 j/ b# n6 i
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1.我工作必备的寄存器，就放在我面前的工作台上。
- \% f: y/ u$ d( l4 m* T+ t 2.程序计数器，我用它记住我要执行的下一条指令地址。9 [) w9 t1 k; |( M0 J4 B
/ R7 S$ z( R" w$ ?6 r* O( x0 K5 y "阿甘，别来无恙啊",操作系统对我还是挺不错的，先给我打招呼。
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8 W+ e( s8 q, S' _0 ? "Linux老大，今天有什么活啊"，我每次都表现的积极主动。
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k. G" \$ s+ B "来，把这个hello world程序给运行了"。
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0 ], @ F) {5 |4 F( _$ L% t, M Hello world程序还在硬盘上睡着呢，得先把他也装载到内存里，要不然我怎么执行啊。于是我就拿起电话打给硬盘，电话通过系统总线来到IO桥电话局，再转接到IO总线，这才来到硬盘这里。+ X" D6 p/ w" l( j1 X
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我在电话里请他把数据给我运过来，然后我就无所事事的坐在那里等。Linux老大立刻就怒了：阿甘，告诉你多少次了，你小子怎么还在等硬盘给你发数据！#j332:6 y0 B, W N" z
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是的，我忘了一件事，硬盘比我慢太多了，我执行一条指令大概是1ns，在用来读磁盘的16ms里，我能潜在的执行1600多万条指令啊。( k ^5 ~/ I4 T: f- ^- ^
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我感到深深的愧疚，赶紧拿起电话打给硬盘：哥们，按我们之前商量好的，用直接内存访问（DMA）啊，你直接把数据装载到内存吧，不用经过我了，装载完成以后给我发个信号。 b' ~! s) C) @. l# A
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"这还差不多"！Linux老大心情好了些。; c( p9 m, q4 |5 ]
/ Y9 B- _$ W: P8 p& M3 n “阿甘，数据还没来，别闲着，这有一个菲波那切数列数列，来算一下吧”。
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"肥波纳妾数列?这名字好古怪，老大，其实你也知道，我脑子小，懒得去理解那是啥意思，你把进程屋切换下，把程序计数器设置好，指向下一条指令，我一条条指令执行就得了“我挺没追求的。
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- q+ q# Q" n7 R; C! g: c "真是个阿甘啊！”老大感慨到。% _8 M& c: `* k) E" C: ~
- X+ d! `) p: g 我所处的进程屋立刻发生了变化（当然，这也是我辅助Linux老大干的），各种包裹的信息都变了，尤其是寄存器和程序计数器。
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. R4 U5 D/ @* i4 z6 _9 y6 H 于是我就开始计算这个什么纳妾数列，但是这个数列似乎无穷无尽，哪个无脑子的程序员写了个无限循环吧。正在这时，我便收到了一个电话，说是Hello world的数据已经装载到内存了，让我去处理。
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我放下手中的活，保存好现场，就去处理那个Hello world,果然数据已经都好了，那就切换过去运行吧。其实老大并不知道，任何人，只要你运行了相当多的数量的指令以后，你都能悟到这些程序的秘密。
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我CPU阿甘虽然傻傻的，但也架不住执行这数以万万亿的指令给我的熏陶啊。这个秘密就是：程序都是由顺序，分支，循环来组成的。其实分支和循环在我看来都是跳转而已。; Y8 }0 m7 G3 v' b6 ?6 c! L6 y
# ?% p& `8 B5 y5 ^! M 所以我的工作就是打电话问内存要一条指令，执行这个指令，如果是个跳转指令的话，我就问内存要跳转的目标地址的那一条指令，继续执行，生活就是这么简单。
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* N X B. [, r! I9 N6 [ 奥对了，当然也有复杂的，就是函数调用，我得和内存紧密配合才能完成。这个咱下回再说。0 J% d, }$ k5 c, E8 f1 r
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新 装 备——缓 存
( D8 x# B A+ M+ {+ L 提到内存，这真是我的好哥们，没有他，我几乎什么事儿都干不成，更重要的是他比硬盘快的多，读取一次数据，只需要100纳秒左右。这样我们俩说起话来就轻松多了。: z; Z: o; Z) B! \# ?& ] h# M8 _, V+ P
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每次他都说："阿甘，幸亏有你给我聊天，要不然我肯定被活活的闷死不可，那个硬盘说话是在太慢了"* R' k, \; k# j9 _8 X) ?) X% a
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"它为啥那么慢？"我每次都问。
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"硬盘是个机械是的玩意，一个磁头在一碟高速旋转的磁片上挪来挪去，光定位就慢死了"。
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) H. [1 p5 S% P4 [ "那主人为什么要用硬盘？"
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"人家虽然慢，但是不怕停电，哪像你和我，一停电全部都失去记忆了。"
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确实是，人不能把好事都占全了啊。
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: i% e; ]! ?1 S* p: h 我的指令中有些完全用我的寄存器就能完成，但是有很多都需要读写内存的数据，再加上所有的指令都在内存中存着，虽然它只比我慢个100倍，但指令多了我还是有点受不了。
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9 ]2 r, m0 A V5 T R0 N 我给内存说："哥们，你能不能再快点！"
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内存说：拜托，这已经是我的极限了，阿甘，你自己再想想办法吧！我给你说啊，我留意了你最近访问的指令和数据，我发现了个规律“。
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"啥规律？": o: [+ O" U/ c2 p5 A
. F9 T3 |' E2 U# W6 t! Z* H1 C "比如说吧，你访问了我一个内存位置以后过不多久还会多次访问，还有，一个内存位置被访问了，附近的位置很快也会访问到"（这其实叫程序的局部性原理）。/ n% Q/ c2 l! V+ g
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我还以为是啥规律，其实我早就注意到了。$ i# K" { r7 G$ R8 @
; z$ r$ l; ?) p+ X% r/ B/ U. b a+ r. y7 Z "这有啥用啊？”% f1 M6 e1 M3 ?- A5 S- d
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"既然你经常访问同一块区域的东西，你想想如果把这些东西缓存在你那里会怎么样...." S- S( k( q" e1 I6 W4 Y- X
( n9 ~+ a# g3 W. X, F 我一想有道理啊！加个缓存试试！/ j, M2 K8 r- k
Y6 p1 Y- S% n* H 从此以后，我每次读写指令和数据，都问缓存要，缓存没有才给内存打电话。
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果然，由于局部性原理的存在，我发现的确是快了不少啊。
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当然也有缺点，那就是Linux老大在做程序切换的时候，缓存就会失效，因为两个程序之间没什么联系，局部性原理不起作用，所以需要重建缓存。
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/ V3 C% ^" Q6 ?2 C8 ^自 我 提 升——流 水 线
" _* m* N: S/ o- c6 @/ Y$ o 缓存让我的工作更有效率，得到了Linux老大的表扬："阿甘，我看你很聪明嘛，都会用缓存了"。+ s5 S7 \) T P! g% N
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"我哪有那么聪明，都是内存的点子。老大，不过我学会了一个重要的东西：当你改变不了别人的话，抱怨也没用，还是先改变一下自己吧"。
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"挺有哲理的吗，希望你明天重启后还能想起来！#379:"
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9 Q$ Q. ?( k( ?1 a/ a5 w( U "我最近又发现了一个问题，正苦恼着呢，你看我有四只手，第一只手负责打电话问内存要指令，第二只手翻译指令，第三只手真正执行，第四只手有时候还得把结果写回内存。问题是，我发现经常只有一只手在忙活，其他都在闲着，你看第一只手取指令，其他手只能等着。第二只手翻译指令的时候，其他三只也得等“, ~+ N' c- E0 `5 t) }+ j
4 C+ ?4 s1 C6 Y- g% [" { "看来以后我们不能叫你阿甘了，你已经开始思考了！#392:"
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“这问题好解决，给你举个例子，你听说过洗车没有？和你差不多，也是先喷水，再打洗洁剂，再擦洗，最后烘干，但人家的工作方式和你不一样，人家是流水线作业，你想想，一辆车在烘干的时候，后边是不是还有三辆车，分别在喷水，打清洁剂和擦洗，每个步骤都不会空闲。”5 q& P# u! \: _( H' s5 E0 y- j8 C/ Q
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"这么简单的道理我怎么都没有想到呢？我也可以搞个流水线啊，这样每只手都利用起来了"% e- K9 {0 j8 X" J/ D* Y+ l$ I
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别人都说我们高科技，但其实原理都蕴含在生活之中啊。: [/ @: V/ B! R# B: a
2 j* z) q: J& F& F9 L" e% v 有了缓存和流水线的帮助，让我的工作大大的加快了，大家都对我刮目相看。 他们想给我起个新名字：超人，不过我还是更喜欢他们叫我“阿甘”，多亲切。
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: t1 U2 e9 i! I9 t3 ?- K% q6 y4 V# b尾 声 $ ?, ^6 o Z5 L: a$ Z1 p
我一丝不苟，兢兢业业的运行指令，时不时和伙伴们聊天，很快一天就过去了，又到了晚上，我知道关机的时刻到了，赶紧挨个给他们道别。
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d* ^, ^! k+ H/ C 很快那些让我兴奋的电流消失了，风扇的嗡嗡声也没有了，我再也无法打出电话，整个世界沉寂了。明天将会是新的一天。
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