操作系统 && C语言 每日学习记录（day1 ~ day8） 已寄

现在正式工作了，发现之前学的东西，很多一知半解，不通透，准备再好好系统学一些计算机原理的东西，每天学一学，在这里记录一下。

规划（7.17开始）：

1. 同学分享了个超级好的操作系统课程，每天看个一节：https://www.bilibili.com/video/BV1Cm4y1d7Ur?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=fc729df7865184f7b78057868a4b83f8
2. C语言，虽然算法题写了超级多，但用的C++，具体C语言的很多底层细节，以及工程不晓得，需要更好地学习一下各种关键字，一些函数指针的使用，内存分配，主要是指针
3. codeforces，已经闲太久，身为一个ACMer，已经脑子都不用了，那肯定完蛋，开始康复训练，一周两次。一周7天，有2天打CF，剩下5天学习另外的知识。

　　垃圾博客园，不知道为啥不能放图，更好的操作系统笔记放这里：https://docs.qq.com/doc/DTGRnS3ZZQWNzaWF0 

　　为什么学习，两年后我会怎样呢？这不会只取决于我在工作上做了什么，而是日常里我做什么，保持一种学习的状态，作为一个立志独自流浪的人，我需要有自制力，但一直以来我真是毫无自制力，开始吧。

　　

7.17　

　　第一节：为什么学操作系统

　　讲的真好！！！讲操作系统的发展，我觉得在学个东西之前必须知道一个东西是干什么的才行，这个老师讲的非常清楚。

• 最开始40年代的需要用大真空管，一栋楼放置4000左右真空管，后来用晶体管，直接变小了。
• 然后再到50年代开始打孔执行，就像《那不勒斯四部曲》里的莉娜做的东西一样，打卡时代，叫做operator jobs system，一个计算机，可能会有多个人想用，这时候就得换卡片，那么就得存储结果，文件系统很自然的就出现了。
• 后来60年代出现集成电路，更大更快的内存，不用换卡片了，这时候有了大内存，但是还是一个CPU，这时候内存里放了好几个程序，那么一个程序运行完了打印出来结果这个闲置的过程干嘛？IO中断这时候自然地出现了。还有了进程的概念，防止一个坏程序又影响另个好的程序，那么就需要隔离开他们，这就是虚拟内存出现的原因。都到这一步了，都能切换了，为什么不固定时间切换呢？就出现了进程调度，multics弄出来了现代操作系统的概念。
• 1970s就时现代操作系统了，有了CISC指令集（中断，IO，异常，MMU），PC机也有了
• 当代就是更复杂的，有GPU，网卡，各种硬件机制，NUMA（Non Uniform Memory Access）

7.18

　　搞了一场cf，div2：https://codeforces.com/contest/1706 ，太烂拉，焯！！！就写出来两次，尬，写完两题就去看D了。

　　回想一下，第一题就是给你个数组arr[n]，每个数在1~m范围内，给你一个字符串m个B，每次可以使arr[i]或者m+1-arr[i]变成A，求字典序最小的是啥。这玩意都想了20分钟，离谱，就是如果想让第i个和第m+1-i都变成A，那么i和m+1-i的数量大于2就行，如果只有1个，肯定让小的变成A。

　　第二题，一个数组，相隔偶数个数字可以连起来，求每个数最大能连多长。就一行的dp，我改了3次才改成1行的，无语。dp[x][2]，dp[x][01]分别表示在偶数奇数位置上，x能连的最远是多少。直接for(i=1;i<=n;i++){cin>>x; dp[x][i&1] = max(dp[x][i&1], dp[x][!(i&1)]}

　　剩下的明天白天补掉！！！！！

　　总结，感觉就是一个东西，就是有思路，感觉就是这个方向，但是就懵逼，康复训练起来！！！

　　操作系统笔记在腾讯文档看排版更好些：https://docs.qq.com/doc/DTGRnS3ZZQWNzaWF0

7.19

　　把昨天的C题写了下，非常简单的dp，略。

　　第二节：操作系统上的程序 (什么是程序和编译器)

• include其实就是把东西复制过来。GDB，layout src用法。非递归的汉诺塔，

• 什么是程序？状态机，对于C语言来说，变量+栈帧，每个栈帧有pc。对于asm（汇编）就是内存+寄存器。编译器是什么？把源代码的编译器转换成二进制代码的状态机

• objdump -d -l a.out 用法， gcc -O2 -c test.c && objdump -d test.o

• 看手册的重要性

• strace可以追踪所有系统调用（syscall） strace ./a.out

• strace -f gcc a.c可以追踪编译a.c的整个过程。vim里面用%!就相当于在命令行里执行。vim set nowrap可以不换行显示。%s/ , /\r /g 可以把都好和空格换掉

7.20

　　这一节说的没见过的就是并发，就算你加了锁，也可能越级执行。

　　第三节：多处理器编程：从入门到放弃 (线程库；现代处理器和宽松内存模型)

• 以状态机的观点看CPU执行：

　　　　共享: 全局的变量, 系统调用等库函数

　　　　独占: 线程栈帧, thread_local 变量

• 多线程对程序执行流 和 一些默认假设的改变：指令不再具有原子性, 顺序性, 内存一致性

• 现代处理器指令执行：(顺序性也可能会在编译优化下消失) ，单条汇编指令也非原子的它将指令解释为 *μops*

7.21

　　第四节：理解并发程序执行 (Peterson算法、模型检验与软件自动化工具)

　　这一节跳着听的，因为一些东西已经知道了，听着很快，讲到那个peterson算法的时候，想了十几秒就懂了，就不用听全部的讲解了，比较方便。

• peterson算法：AB去上厕所每个人的旗子互相能看到。上厕所前先举起自己的旗子，如果进到厕所里就举起来对方的棋子。开始拉屎前看看厕所外边有没有别人的旗子，如果有就是表示还有人上厕所，没有就直接拉粑粑。如果有的话，看看厕所里的是不是自己的旗子，如果是对的话也可以拉粑粑。这原理是什么呢？关键在于拉粑粑前的看旗子，比如A先到里面了，要拉粑粑，这时候防止B也拉，B举A的旗子，这样B一看不是自己的旗子，就不拉，相同的A看到B让出来了，就可以自己拉粑粑了。

• 所有的并发程序都可以用状态机把所有可能绘制出来，但是一个程序可能非常大，很多内存，用一个结构体把所有状态什么记录下来，追踪所有状态是非常难的，现在就有一些论文就是可以不记录状态画图，这就比较科研了，感兴趣可以看看。

7.25

　　第五节并发控制：互斥 (自旋锁、互斥锁和 futex)

　　竟然3天，和朋友吃饭，又感冒吃药，落下了。自旋锁，互斥锁，之前也知道，然后这个futex第一次知道。

• https://developer.aliyun.com/article/6043

• 用户程序每次调用IPC机制都会产生系统调用，程序发生用户态和内核态的切换，futex 的基本思想是竞争态总是很少发生的，只有在竞争态才需要进入内核，否则在用户态即可完成。futex的两个目标是：1）尽量避免系统调用；2）避免不必要的上下文切换（导致的TLB失效等）。具体而言，任务获取一个futex 将发起带锁的减指令，并验证数值结果值是否为0（加上了锁），如果成功则可继续执行程序，失败（为已经占用的锁继续加锁）则任务在内核被阻塞。为相同futex 变量的加锁的任务被阻塞后放在同一个队列，解锁任务通过减少变量（只有一个加锁且锁队列为空）或进入内核从锁队列唤醒任务。

7.26

　　第六节并发控制：同步 (条件变量、信号量、生产者-消费者和哲♂学家吃饭问题)

　　这一节也都学过，其中有个比较有意思，最长子序列，如何改成并行的呢？拓扑图！

7.27

　　Codeforces Round #810 (Div. 2)

　　三题，说一下B，构成的图，想要保持偶数条边的话，如果总数为奇数，两种方案，一个是删除一个连着奇数边的点，另一个是删除一个边的两个点，这两个点连着的边都是偶数。遍历一遍点和边就得出答案了。