看板 Gossiping
作者
標題 Re: [問卦] 讀通計算機組織對寫程式有什麼幫助？
時間 Mon Nov 13 00:54:13 2017
作者
標題 Re: [問卦] 讀通計算機組織對寫程式有什麼幫助？
時間 Mon Nov 13 00:54:13 2017
※ 引述《Huffman (HuffmanAlgorithm)》之銘言：
: 計算機組織與設計
: 內容就是組合語言 評估計算機效能 自組CPU 記憶體管理
: 想不太透這些與碼農寫程式啥關係
: 有無八卦？
既然八卦板在 40 天內有 4 篇文章的標題提及計算機組織，剛好小弟最近授課進度
與此相關，順手回覆如下，歡迎交流討論。(謎之聲：原來八卦板也能夠討論資訊
工程的課業，這看板實在太萬能了，讚歎 Ptt!)
首先，想像一個情境，你到某一間製造家電的公司服務，擔任軟體工程師的你被主管
要求「讓公司的電扇能夠透過某種時序編碼，得以讓使用者感覺出自然風，而且功耗
要降到最低」，你會怎麼應對呢？
要求「讓公司的電扇能夠透過某種時序編碼，得以讓使用者感覺出自然風，而且功耗
要降到最低」，你會怎麼應對呢？
於是你就求助只比 Ptt 大神還遜色一點的 Google，提交以下關鍵字：
「電扇 自然風 控制」
不難發現「用 PIC 單片機製作電扇自然風發生器」[1] 這篇文章，後者開頭寫得很
到位：
「我們使用美國 Microchip 公司的單片機製作了一種電扇自然風發生器，它能有
規律地控制風扇送風的強弱。傳統的電扇通過它可產生自然風，亦可將它直接做在
電扇里，即是自然風電扇。」
規律地控制風扇送風的強弱。傳統的電扇通過它可產生自然風，亦可將它直接做在
電扇里，即是自然風電扇。」
依據上面的描述，所謂「產生自然風」的電扇其實就傳統電扇加上特殊的控制，而且
正是時序控制，原來主管的要求還真的跟軟體工程師背景有關，不是特別刁難你呀。
正是時序控制，原來主管的要求還真的跟軟體工程師背景有關，不是特別刁難你呀。
文中提到的 Microchip 公司在 2016 年初分別收購 Micrel 和 Atmel 兩家老字號
的微處理晶片供應商。作為 8-bit 微控制器的領導廠商，Microchip 毛利高達六成
[2]，這讓人不免好奇這利潤到底怎麼來？！Microchip 陸續清算低毛利 (< 50%)
的微處理晶片供應商。作為 8-bit 微控制器的領導廠商，Microchip 毛利高達六成
[2]，這讓人不免好奇這利潤到底怎麼來？！Microchip 陸續清算低毛利 (< 50%)
的產品，現在該公司著重醫療與健身電子、照明控制、照護與手術等超高毛利的產
業。
舉例來說，在以醫院為背景題材的影集或電影中，我們可見外科醫師以傳統手術刀
切開組織器官，再以絲線結紮止血的畫面，但早在近 100 年前「電刀」的問世，
徹底縮短手術時間、改善傷口癒合，減少病人失血，也降低感染等併發症的機率、
提高醫療品質。「電刀」的英文名稱為 Electrosurgical Unit（縮寫為 ESU），
又稱為高頻電刀，當高頻電流透過器械（電刀筆）作用在人體組織時，會使具有
切開組織器官，再以絲線結紮止血的畫面，但早在近 100 年前「電刀」的問世，
徹底縮短手術時間、改善傷口癒合，減少病人失血，也降低感染等併發症的機率、
提高醫療品質。「電刀」的英文名稱為 Electrosurgical Unit（縮寫為 ESU），
又稱為高頻電刀，當高頻電流透過器械（電刀筆）作用在人體組織時，會使具有
粘滯性的體液極劇振動，因摩擦而產生熱量，使組織內的水分快速蒸發，以致組織
分離或者凝固，這就是以電能代替傳統手術刀的基本原理。[3] 等等，這跟軟體有
什麼關聯？考慮到腦（神經）外科、眼科、耳鼻喉科、婦產科等較為精細的外科手
術時，電刀必須限定操作的次數 (這說法不精確，主要就是反映損耗的狀況)，但
護理人員幾乎不能可能從表面上得知一把電刀到底用了多少次、損耗又如何，這時
就是咱們軟體工程師發揮作用之處，簡單來說，適用精細外科手術的雙極電刀
術時，電刀必須限定操作的次數 (這說法不精確，主要就是反映損耗的狀況)，但
護理人員幾乎不能可能從表面上得知一把電刀到底用了多少次、損耗又如何，這時
就是咱們軟體工程師發揮作用之處，簡單來說，適用精細外科手術的雙極電刀
(bipolar) 裡頭有微控制器，隨時記錄電刀使用的狀況，並作為自我檢驗稽核
機制，避免醫療護理人員過度使用。
忘了說，男人攝護腺的手術自然也跟這類電刀有關，要是軟體沒寫好，讓男人的
功能永久 disable (應該要加上 "d"，表示被動態，哎呀，想起來就心好痛)，那
就是罪過了。既然上述領域裡頭軟體品質的影響很重大，形式化驗證自然就是關鍵
議題，不過有件事是前提：
功能永久 disable (應該要加上 "d"，表示被動態，哎呀，想起來就心好痛)，那
就是罪過了。既然上述領域裡頭軟體品質的影響很重大，形式化驗證自然就是關鍵
議題，不過有件事是前提：
「軟體要在什麼等級的硬體上運作，才能確保演算法和各式控制邏輯得以充分
運作呢？」
就前述電扇控制、電刀，還有多種電廠安全監控系統來說，不乏仍採用 8-bit，
顯然不是為了省錢，而是要在最小的空間達到最低功耗且軟硬體本身都要做出
完整的檢驗，甚至要從電路 register-transfer level (RTL)、週邊硬體、軟體
系統，到通訊協定等等，沒有一個環節可放過。畢竟這動輒造成公共安全危機，
資訊系統造成的損失隨便都以十年起跳。
系統，到通訊協定等等，沒有一個環節可放過。畢竟這動輒造成公共安全危機，
資訊系統造成的損失隨便都以十年起跳。
你說，計算機組織重不重要呢？要是資訊系統的研發人員不能很清楚知道 DMA,
interrupt, exception / trap / mode switch 的成本，不清楚各種硬體行為，
又如何確保時間精準地符合期待呢？當系統放到到汽車電子和航空系統時，就是
一連串即時系統 [5] 的考量，屆時即便是沒充分處理的 page fault 都會讓
interrupt, exception / trap / mode switch 的成本，不清楚各種硬體行為，
又如何確保時間精準地符合期待呢？當系統放到到汽車電子和航空系統時，就是
一連串即時系統 [5] 的考量，屆時即便是沒充分處理的 page fault 都會讓
系統陷入不可挽救的境界 (錯過 deadline，在 hard/safe real-time 往往會
釀造悲劇)，在多核心的架構中，儘管 cache coherence 的成本看起來都是微秒
(10 的 -6 次方秒) 等級或更小，但累積起來卻很可能造成影響，注意，只要有
一次沒符合規範，就 GG 了 (捏著自己 GG 想想有多痛，我說軟體工程師的
(10 的 -6 次方秒) 等級或更小，但累積起來卻很可能造成影響，注意，只要有
一次沒符合規範，就 GG 了 (捏著自己 GG 想想有多痛，我說軟體工程師的
良心)。
不過也不要怕自己做得不夠好，導致他人家破人亡，就不踏入軟體開發，我們
資訊從業人員本該創造更好的數位世界基礎建設，讓世人得以受益，不然我們
的存在還有什麼理由?
資訊從業人員本該創造更好的數位世界基礎建設，讓世人得以受益，不然我們
的存在還有什麼理由?
對了，在加密貨幣領域中，往往伴隨著虛擬機器，如 Ethereum 的 EVM 作為
執行 smart contract 的基礎 [6]，這時你若有充分的計算機組織結構的背景
知識，會讓你開發相關系統軟體時，能夠確保行為更 deterministic, safe,
sequentually correct. 希望讀到這裡，您能有點啟發，歡迎來挑戰相關的
作業 sandbox [7] >>
sequentually correct. 希望讀到這裡，您能有點啟發，歡迎來挑戰相關的
作業 sandbox [7] >>
預期目標
- 研讀 形式化驗證，並透過 cbmc 做 model checking 的練習
- 探討 隔離執行環境的建構與應用，思考加密貨幣領域的系統軟體
- 深入學習 GNU Toolchain，涵蓋 GDB 和 GProf
- 延伸 simulator 作業，培養軟體設計的技巧和學習嚴謹的系統分析
[1] http://cocdig.com/docs/show-post-626.html
[2] https://ycharts.com/companies/MCHP/gross_profit_margin
Microchip Technology Gross Profit Margin (Quarterly) (MCHP)
Microchip Technology has a Gross Profit Margin (Quarterly) of 60.67%. Microchip Technology Gross Profit Margin (Quarterly) (MCHP) charts, historical d ...
Microchip Technology has a Gross Profit Margin (Quarterly) of 60.67%. Microchip Technology Gross Profit Margin (Quarterly) (MCHP) charts, historical d ...
%E6%B7%BA%E8%AB%87%E9%9B%BB%E5%88%80.aspx (請將兩行串接)
[4] https://hackmd.io/s/H1xxp3pF0
![[圖]](https://avatars.githubusercontent.com/u/478921?s=400)
https://www.slideshare.net/jserv/making-linux-do-hard-realtime
GitHub - pirapira/awesome-ethereum-virtual-machine: Ethereum Virtual Machine Awesome List
![[圖]]()
awesome-ethereum-virtual-machine - Ethereum Virtual Machine Awesome List ...
![[圖]](https://avatars2.githubusercontent.com/u/44281?s=400&v=4)
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.116.245.162
※ 文章代碼(AID): #1Q27oxcW (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1510505659.A.9A0.html
推 : 快推 不然大家以為我看不懂1F 11/13 00:55
推 : 媽的有神快拜2F 11/13 00:56
→ : 太猛啦3F 11/13 00:56
推 : 這是讀書筆記吧4F 11/13 00:56
推 : 我也是這樣想的5F 11/13 00:57
推 : 先推6F 11/13 00:57
推 : jserv@@7F 11/13 00:57
推 : 大神先推再看8F 11/13 00:58
推 : 116終於不是廢文惹9F 11/13 00:59
→ : 對不起，是我們116教師不夠努力，檢討中10F 11/13 01:00
推 : WOWOWOWOWOWOW11F 11/13 01:01
噓 : 文組滾12F 11/13 01:02
推 : 推13F 11/13 01:03
推 : 這是教授還助教來發文嗎14F 11/13 01:03
→ : 任何一個受過CS訓練的學生都應該可以上來澄清Arch的用處
不過我想學生都在忙著準備期中考，就幫他們回覆15F 11/13 01:05
不過我想學生都在忙著準備期中考，就幫他們回覆15F 11/13 01:05
推 : 參見大神17F 11/13 01:05
推 : jserv大大18F 11/13 01:06
推 : 大神推19F 11/13 01:06
推 : 居然在八卦板看到jserv大神 推!20F 11/13 01:08
推 : 強者21F 11/13 01:08
推 : 靠 想說怎麼讀起來有料 原來是高手寫的22F 11/13 01:10
推 : pusheen 我是說push23F 11/13 01:12
推 : 拜讀完 膝蓋痛了一下......24F 11/13 01:13
推 : …25F 11/13 01:15
→ : 怎麼會是膝蓋痛呢？不是GG隱隱作疼啊？！軟體很重要26F 11/13 01:15
→ : 唉唉唉唉，在八卦版看到唐鳳還看到敬群大大，小弟我髕27F 11/13 01:17
推 : 只能推了28F 11/13 01:17
→ : 骨骨折還沒好啊，跪到不能再跪了29F 11/13 01:17
→ : 考完研究所就忘光了QQ30F 11/13 01:18
推 : 讚讚31F 11/13 01:21
推 : !!!32F 11/13 01:21
推 : 有神快拜 剛好最近在念計組33F 11/13 01:23
→ : QQ34F 11/13 01:23
推 : 推35F 11/13 01:24
推 : 先推再看36F 11/13 01:26
推 : jserv37F 11/13 01:26
噓 : 嘻嘻首噓
幹原來不是38F 11/13 01:27
幹原來不是38F 11/13 01:27
推 : 宅色夫 <(_ _)>40F 11/13 01:27
推 : 太專業了！ 跪了41F 11/13 01:28
推 : 老師好42F 11/13 01:31
推 : 未看先推
jserv大教我OS嗚嗚嗚嗚43F 11/13 01:31
jserv大教我OS嗚嗚嗚嗚43F 11/13 01:31
推 : .45F 11/13 01:33
推 : 太神辣47F 11/13 01:36
→ : @b0920075, 感謝捧場，我會多回幾篇讓你好好噓48F 11/13 01:36
推 : 學店資科後面三分之一都不懂49F 11/13 01:37
推 : 大神!!! 推!!!50F 11/13 01:37
→ : @lulocke, 我從台灣最好的學店發文，是我沒寫好，會改進51F 11/13 01:38
推 : 又是半夜優質文52F 11/13 01:38
→ : 老師好53F 11/13 01:39
推 : 大大有甚麼好懂的組合語言資料可以看嗎?54F 11/13 01:39
→ : @newwer, 組合語言存在的目的不是「好懂」，而是掌握電腦還是回去翻 datasheet 和 reference manual 吧55F 11/13 01:40
推 : 認真文 推57F 11/13 01:41
推 : push58F 11/13 01:45
推 : push59F 11/13 01:46
→ : 跪拜大神60F 11/13 01:48
推 : 好羨慕有這種課…
研所才開始自學c語言、linux
就是沒有基礎才知道基礎學科的重要性
可惜大多數人在學校中只在意軟體跑出來的結果
內容及流程對大部分的人來說都是0 kpi. QQ61F 11/13 01:49
研所才開始自學c語言、linux
就是沒有基礎才知道基礎學科的重要性
可惜大多數人在學校中只在意軟體跑出來的結果
內容及流程對大部分的人來說都是0 kpi. QQ61F 11/13 01:49
推 : XD 推66F 11/13 01:50
推 : 推67F 11/13 01:50
推 : 推個68F 11/13 01:52
→ : @woo0422, 歡迎用下班空檔挑戰課程練習題，我可以幫忙批改69F 11/13 01:52
推 : 清流推70F 11/13 01:52
推 : jes文 先推在看 ！！！！71F 11/13 01:52
→ : 軟體工程師挑好戰場很重要，不下於歌手選遠對合適的曲目72F 11/13 01:53
推 : 每次發文都附註解，真的是太強大了...73F 11/13 01:53
推 : 趕快推 不然人家以為我不懂74F 11/13 01:55
推 : 哩細在供三小辣75F 11/13 01:55
推 : 釣到了 推76F 11/13 01:57
→ : @Yuwuen, 我只是等學生天亮前把程式交出，發文打發時間77F 11/13 01:57
推 : 請問jserv老師，下班後要如何學好資料結構和演算法的基礎，彌補非純血CS背景的gap，必須以最有效率的寫法完成工作任務。78F 11/13 02:02
推 : 有神先拜再說81F 11/13 02:02
推 : 樓下解釋 pipeline82F 11/13 02:04
推 : 推84F 11/13 02:06
→ : @over117, 應該先問「為何上班沒辦法達成目標呢？」85F 11/13 02:07
推 : 已收藏這篇文章86F 11/13 02:07
推 : 老師辛苦了87F 11/13 02:07
推 : 任何一個受過CS訓練的學生都應該可以上來澄清Arch的用處我不這麼認為
樓下比較 MIPS 和 ARM 的主要差異88F 11/13 02:08
樓下比較 MIPS 和 ARM 的主要差異88F 11/13 02:08
推 : 推專業91F 11/13 02:10
推 : 難怪覺得這id很眼熟 原來是教授啊92F 11/13 02:11
推 : 是松鼠！！94F 11/13 02:17
推 : 太神啦95F 11/13 02:18
推 : 有神快拜96F 11/13 02:21
推 : 幹這ID先推再說97F 11/13 02:22
推 : 話說 jserv 大師是哪一年拿到助教授的職位的啊
以前 NCKU 不是只給講師的名份嘛......98F 11/13 02:22
以前 NCKU 不是只給講師的名份嘛......98F 11/13 02:22
推 : 回14樓 是助理教授喔403F 11/14 14:09
推 : 朝聖404F 11/14 14:39
推 : 老師好405F 11/14 19:10
推 : 細細看好像蠻有意思~謝謝厲害的長知識教學分享文406F 11/14 20:32
推 : 推！407F 11/14 22:42
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- →台灣 11-13 10:12看不懂的人，也能推：我們資訊從業人員本該創造更好的數位世界基礎建設，讓世人得以受益，不然我們的存在還有什麼理由
(jserv.): Re: [問卦] 讀通計算機組織對寫程式有什麼幫助？ - Gossiping板