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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% H4 m/ ~' e( K5 {, P3 m) w 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。
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. B" o1 p- }. m+ q* K9 S5 d; }
1 g# { Q& F( ~! e+ S4 u& i% O 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？
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启 动
" k! d- H P; Q' S 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。, {5 m& g4 {8 T' H
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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。
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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：
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1.你的工作就是运行指令2 k) l) A) g! f7 V9 i5 J
2.你不能保存指令，你的指令全在内存里
* ]" t0 L u6 s2 Z" E1 e' y1 _ 3.你的第一条指令在内存的最顶端处0xFFFFFFF0
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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。! |3 n) N* h5 E7 l' y8 r ~
. m" z" X' [5 q4 H' L "哥们，把这个地址处的指令给我说一下吧"+ u/ U! [5 J. t- l% O5 t
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"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:/ z1 K5 |9 m! Y% R" a0 O+ B' u
! D' \$ q( R) J1 B "我是阿甘啊，我们经常聊天来着，你忘了？": h, C9 ]5 Q: D) l, M! U' R
4 x* b* v+ ]2 S- a. o7 k: @! E) m( l 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。
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9 A S: f/ r7 U) v5 m4 P% h 我给BIOS打电话:“老弟，今天干点啥？”
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- t% j5 P% N- g1 ^$ m) e( y, w “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”# R' F' z1 O5 w j+ p# T
, l" t4 G- h& x: o j: } 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
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/ w8 O" Z3 j/ Q! E% y% | 这些东西都搞完了，BIOS果然告诉:"阿甘，int 0x19"5 b5 C* F$ Q, `7 c9 u) B. m$ Z
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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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8 D: R4 u5 f0 \9 r0 m# c2 p" z3 e 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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. I$ Z4 O. k3 u8 H; S5 _$ [ 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。。。。)
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2 e5 B* ~* S5 A* @+ J# O; M 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。1 c9 x* c, K+ l* J
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3 s. Q3 t+ d+ I, M 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：: h7 G1 W4 I- V; A- }1 @
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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。$ U' f7 A# l( G7 n2 [% t Y
2.程序计数器，我用它记住我要执行的下一条指令地址。# n( V# b6 r* v! r. N, K# o2 s5 m
& ^9 e5 U: `5 I( m; w3 I+ F* H8 d1 p0 K "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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' k, ] F) S- D6 ?1 i+ Y( [ "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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! U7 Z" O3 Y5 F "来，把这个hello world程序给运行了"。1 c# H( e0 O7 r S
) q. d9 Q5 o1 \1 s( w" G 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。
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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:
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- {- w5 C& t% @ ^. T3 } 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。4 i* k6 n4 P1 C
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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。
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. D5 v* M( b- a "这还差不多"！Linux老大心情好了些。" g ~& q) F, L# W/ N
" M* r0 j* [" S d8 d9 F9 S; U: d “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”。! \# N2 V9 T k
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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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, |, V1 {% r: X! z( E# N8 x "真是个阿甘啊！”老大感慨到。1 [( \# P8 T% t
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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。& U0 } Y& y( C
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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。- ^. a' N1 v) [1 f7 R5 v
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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。% A1 q- E4 |- R' t B: x
7 J u+ y& v4 |3 X. G5 q! | 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。
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! b4 e8 u1 W4 N& i( h* A 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。/ s* R8 a, l C# [: r6 s
4 ?% Z! O8 o$ a' R6 \ 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。
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新 装 备——缓 存
, { J' k( Y( X! ~/ h- K 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。3 S5 Z2 q+ G1 r! \. n. `; M
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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"8 {0 G b, _, R: G7 C4 _( H7 C
+ X' S& F, S! T "它为啥那么慢？"我每次都问。9 Z( k" |9 d4 E' ?3 Y1 @
& l) p' f. }1 N6 M$ [+ b "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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* [9 |0 J2 |' q$ Q2 U. O+ n: Y "那主人为什么要用硬盘？"3 x( U4 d1 }, P2 l; Z
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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。* Q& O3 b4 q* P3 U
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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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+ N3 { A' E- y2 V8 B: z 我给内存说："哥们，你能不能再快点！"
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" i, b. K) |1 g% B. F 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“。3 f8 Q5 T% e c3 v0 G' W f
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"啥规律？"1 ?: ~: f: b% t$ z5 e5 |) e. S1 H
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"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）。7 Q2 J* E( \! j8 D2 g- l
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我还以为是啥规律，其实我早就注意到了。
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"这有啥用啊？”
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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...."
- g, u! v" D! f* Z. B8 P, `! ?1 e
F; c. { J" h 我一想有道理啊！加个缓存试试！
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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。& m9 @- l/ V5 i
; C. k( d/ m. Q. f 果然，由于局部性原理的存在，我发现的确是快了不少啊。1 T; h0 l" l# N& \% R @
$ y6 T B3 Z0 c7 r3 R2 G* v, y 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。4 M/ ^# k8 e W
" ]/ M: R7 N( C" [& q. q9 X o自 我 提 升——流 水 线
* I5 C4 E, E9 u' T% E- Y 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"。' }7 |2 L. t* a0 R) H# {
7 n1 F6 ~# A3 W* W8 T9 V( m N "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"。4 p- a6 Z" I) R" r' x
+ i2 D) C2 y- k "挺有哲理的吗，希望你明天重启后还能想起来！#379:"
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"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“# U: F" }3 T1 A$ j& H, ~- i
2 l; ]' o- u e3 }% e "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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- |6 D( W/ w% r b' G) B$ | “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。”: v0 S& _$ d/ W" T Z& S) Y+ {
7 y; k! F# j7 P! o- j' N5 ` "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"" F1 E7 @, Z, p4 u! u7 G+ Q
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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。# `% o' K8 D9 N! `9 y# E
/ n6 W" S4 ?7 c7 G! u5 k5 M 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。
! X! e$ d2 x+ D2 n- h 4 M2 w, {6 [% E; y; P
尾 声 , M9 b7 l6 U3 H4 H9 q+ Y
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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& O' _$ N! e0 r& J0 D 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。: s; \6 ?8 R. W+ O. u! n
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「仗剑天涯」
变色卡
我水土不服就服你
授予在论坛上发表了大于 100 个主题的会员。