CMU 15513 Computer Systems: A Programmer's Perspective 评测+总结

世界顶尖计算机名校CMU卡内基梅隆大学开发的计算机系统入门课程CMU 15213/15513 CSAPP/Intro to Computer Systems 这门课大致对应国内的计算机组成原理这门课，但又不同于传统的计算机组成原理。简单来说，这本书或这门课是讲述代码在机器里是如何运行的；很多大厂开发岗常见要求：能写出高性能的代码，其实就是要求掌握这门课的知识。

这本书的封面恰好就是它要讲的核心知识之一内存缓存Cache Memory与局部性原理Locality的关系，它用一个三维坐标系表示的趋势来直观展现缓存性能(吞吐量)与时间局部性(数据大小),空间局部性(步进大小)的关系。

言归正传
这本书适合所有想要对计算机系统知识建立完整认知体系的群体：大一大二, 刚转码选手，初级程序员。对今后深入学习四大课程: 操作系统/数据库/计算机网络/数据结构算法等课程都很有帮助。尤其对学习并发编程/并行编程/系统编程/网络编程/编译原理有直接知识衔接。

我是结合视频先挑重点看，再配合重点Lab: cachelab, malloclab, shelllab, proxylab巩固知识。

CMU CSAPP官方课件 -- 网上都有

CMU CSAPP官方Lab Handout公开的实验材料 -- 网上都有

CMU CSAPP视频公开课重点提纲(本人实用版列表)
Lecture 08: Machine-Level Programming IV: Data 没时间可以跳过汇编部分
Lecture 09: Machine-Level Programming V: Advanced Topics 缓冲区溢出攻击!!!
Lecture 10: Program Optimization 所谓高质量代码
Lecture 11: The Memory Hierarchy 提到局部性原理；tradeoff的工程sense
Lecture 12: Cache Memories 这门课重中之重， Blocking这个技术很聪明
Lecture 13: Linking 链接器相关的八股，static的意义，略难建议对照书本； library interpositioning库打桩技术
Lecture 14: Exceptional Control Flow: Exceptions and Processes 所谓安全稳健的代码，结合了操作系统多进程并发，上下文切换，用户态内核态转换，父进程子进程
Lecture 15: Exceptional Control Flow: Signals and Nonlocal Jumps 从信号的角度，解释了上下文切换实现多进程并发的原理，最后讲的处理子进程并发的一个小Bug非常有趣
Lecture 16: System Level I/O Unix下一切皆为fd； read/write异常； Unix文件管理； Unix I/O vs Standard I/O vs RIO
Lecture 17: Virtual Memory: Concepts 很重点；虚拟内存；结合局部性解释地址虚拟化意义和页置换；颠簸现象；最后用多层页表节约页表空间；
Lecture 18: Virtual Memory: Systems 太硬太底层原理了，没时间可跳过
Lecture 19 Dynamic Memory Allocation: Basic Concepts 重要; 堆实现动态内存分配；malloc/free原理；内存分配速度/吞吐量和内存利用率之间的tradeoff; 寻找free Block三种方式; free block的双向合并
Lecture 20 Dynamic Memory Allocation: Advanced Concepts 更复杂情况; 没时间可跳过
Lecture 21 Networking Programming: Part I 过于基础；扫盲为主；可直接从40分socket开看
Lecture 22 Networking Programming: Part II 挺有用的；详细解读C语言服务端网络编程代码
Lecture 23 Concurrent Programming 很重点; 并发的意义；三种并发流方法及代码实现；其中Event-Based的多路复用select和epoll用来确认array中的哪些events有输入；详细讲解了process-based和thread-based的各种区别
Lecture 24 Synchronization Basics 挺重要的，多线程共享；不同线程的堆栈概念上是独立的，实际上是可以相互访问的，这个造成冲突；全局变量实例在内存中，局部变量实例在线程的堆栈中；讲了一个线程并发同步相关的bug，非常经典，具有非常高学习价值；这个bug原因在于多个线程之间的汇编指令交错interleaving都是可能的，而一些交错会带来错误的结果；用进度图progress graph分析线程并发；关键：对全局变量cnt进行操作的临界区critical section不能交错；进度图中临界区交集的状态空间叫做不安全区unsafe region, 进度图轨迹不得穿越不安全区；问题：如何保证线程安全？答：同步线程，将它们的临界区互斥；实现互斥三种方法：信号量semaphores(核心方法), mutex and condition variables(Pthreads), Monitors(Java)
Lecture 25 Synchronization Advanced
Lecture 26 Thread Level Parallelism 对于职业生涯非常实用的一节课，讲了下同步开销， Amdahl's law，并行快速排序，基于内存模型并发计算的内存一致性问题，snoopy caches

感谢分享！

点赞！学到了，干货满满

很棒的资料！！！ 感谢楼主！