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先引用一段比较有意思的论述 现实中每个人是由两部分构成灵魂和躯体灵魂依附于躯体游走于世间现实中我们面对的每个人其实面对的是其灵魂而非肉体肉体不过是表象而已。 灵魂本性乃一恶物寄生于躯体之中控制躯体满足灵魂的各种欲望躯体的各种行为无非是受灵魂控制听从于灵魂的指令如线偶般摆动罢了。 世间各种生物其实也不过是一个个有灵魂寄生的躯体在游荡罢了躯体形形色色灵魂并没贵贱不过因所寄生的躯壳不同而分出了个三、六、九等。 没有灵魂的物体不能称之为生物有灵魂寄生的躯体称之为生命灵魂控制躯体并受制于的躯体躯体消亡灵魂附着无物也将冥灭每个生命一生也就是其灵魂因恐惧冥灭而做的抗争吧了。 引自 躯体和灵魂 这段文字虽短但能看得出作者的思想是深邃的感悟是透彻的经历是丰富的。生命的神圣看上去与躯体无关值得敬畏的是那个灵魂。
好言归正传~
我为什么说程序员眼中的 CPU 是没有灵魂的躯体 对于程序员来说CPU 就是一个通过一系列寄存器控制的机器机器的状态又可以被状态寄存器记录只要把这些寄存器存个快照即我们称之为上文那么就可以在任何时候恢复这个快照即恢复下文执行。
程序员设计了程序来指导 CPU 完成特定工作从上面的快照/上下文来看它是可以被打断/恢复的。就像来自星星的你中教授暂停了时间救下女主然后让世界基于运行。
进一步的我们可以对上下文“偷梁换柱”让多个任务切换运行这可能就是平行世界的概念吧上帝创造了世界的基础设施多个世界可以在这些基础设施上来回切换。
这种上下文切换或者偷梁换柱依赖于有一个处于上帝视角的角色可能是神是仙可能是高维空间的生物肯定不是你我。
CPU 中的一种特殊程序负责这个事情叫做监管程序或者特权程序他们负责保存上下文。
所以CPU 只是一个容器、壳具体怎么运行执行什么并不由它。
如果你想暂停让它暂停很简单把所有相关寄存器的数值存下来然后你愿意让它干嘛干嘛需要时把这些数值再恢复到寄存器中它又开始继续运行了。
工具都具有这种属性比如你手中的笔身上的衣它在实现其价值的时候并不绑定任何主体。
从这点来看CPU 也可以认为是一个大可重入函数谁都可以使用、调用只要提供栈保存中间数据即可。
灵魂是自由的不过没有躯体也终究是孤魂野鬼。
上下文就是灵魂函数调用栈也是灵魂不过没有程式的躯体也只能是一堆0101。
附录
发展历史
CPU出现于大规模集成电路时代处理器架构设计的迭代更新以及集成电路工艺的不断提升促使其不断发展完善。从最初专用于数学计算到广泛应用于通用计算从4位到8位、16位、32位处理器最后到64位处理器从各厂商互不兼容到不同指令集架构规范的出现CPU 自诞生以来一直在飞速发展。 CPU发展已经有40多年的历史了。我们通常将其分成六个阶段。
(1)第一阶段(1971年-1973年)。这是4位和8位低档微处理器时代代表产品是Intel 4004处理器。
1971年Intel生产的4004微处理器将运算器和控制器集成在一个芯片上标志着CPU的诞生 1978年8086处理器的出现奠定了X86指令集架构 随后8086系列处理器被广泛应用于个人计算机终端、高性能服务器以及云服务器中。
(2)第二阶段(1974年-1977年)。这是8位中高档微处理器时代代表产品是Intel 8080。此时指令系统已经比较完善了。 (3)第三阶段(1978年-1984年)。这是16位微处理器的时代代表产品是Intel 8086。相对而言已经比较成熟了。 (4)第四阶段(1985年-1992年)。这是32位微处理器时代代表产品是Intel 80386。已经可以胜任多任务、多用户的作业。
1989 年发布的80486处理器实现了5级标量流水线标志着CPU的初步成熟也标志着传统处理器发展阶段的结束。
(5)第五阶段(1993年-2005年)。这是奔腾系列微处理器的时代。
1995 年11 月Intel发布了Pentium处理器该处理器首次采用超标量指令流水结构引入了指令的乱序执行和分支预测技术大大提高了处理器的性能 因此超标量指令流水线结构一直被后续出现的现代处理器如AMDAdvanced Micro devices的锐龙、Intel的酷睿系列等所采用。
(6)第六阶段(2005年后)。处理器逐渐向更多核心更高并行度发展。典型的代表有英特尔的酷睿系列处理器和AMD的锐龙系列处理器。
为了满足操作系统的上层工作需求现代处理器进一步引入了诸如并行化、多核化、虚拟化以及远程管理系统等功能不断推动着上层信息系统向前发展。 工作原理
冯诺依曼体系结构是现代计算机的基础。在该体系结构下程序和数据统一存储指令和数据需要从同一存储空间存取经由同一总线传输无法重叠执行。根据冯诺依曼体系CPU的工作分为以下 5 个阶段取指令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数和结果写回。
取指令IFinstruction fetch即将一条指令从主存储器中取到指令寄存器的过程。程序计数器中的数值用来指示当前指令在主存中的位置。当 一条指令被取出后程序计数器PC中的数值将根据指令字长度自动递增。 指令译码阶段IDinstruction decode取出指令后指令译码器按照预定的指令格式对取回的指令进行拆分和解释识别区分出不同的指令类 别以及各种获取操作数的方法。现代CISC处理器会将拆分已提高并行率和效率。 执行指令阶段EXexecute具体实现指令的功能。CPU的不同部分被连接起来以执行所需的操作。访存取数阶段MEMmemory根据指令需要访问主存、读取操作数CPU得到操作数在主存中的地址并从主存中读取该操作数用于运算。部分指令不需要访问主存则可以跳过该阶段。 结果写回阶段WBwrite back作为最后一个阶段结果写回阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式。结果数据一般会被写到CPU的内部寄存器中以便被后续的指令快速地存取许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态这些标志位标识着不同的操作结果可被用来影响程序的动作。
在指令执行完毕、结果数据写回之后若无意外事件如结果溢出等发生计算机就从程序计数器中取得下一条指令地址开始新一轮的循环下一个指令周期将顺序取出下一条指令。 [1] 许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码并且同时执行。 皮格马利翁效应心理学指出赞美、赞同能够产生奇迹越具体效果越好~“收藏夹吃灰”是学“器”练“术”非常聪明的方法帮助我们避免日常低效的勤奋~
