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操作系统篇-cpu

以下针对java说明 汇编语言(机器语言)的执行过程 计算机通电 -> CPU读取内存中程序(电信号输入)->时钟发生器不断震荡通断电 ->推动CPU内部一步一步执行(执行多少步取决于指令需要的时钟周期...)->计算完成->写回(电信号)->写给显卡输出(sout,或者图形) cpu为什么需要时钟发生器: 时钟是为了同步CPU中各种门电路。...CPU缓存的结构 下图2个cpu,1个cpu2核 ?...缓存行对齐 缓存行对齐:对于有些特别敏感的数字,会存在线程竞争的访问,为了保证不发生伪共享(多个线程同时读取到了同一缓存行时,为了使线程之间的可见性,会使用volatile关键字,使其他线程的缓存行失效进而从内存中从新读取数据...乱序执行 CPU在进行读等待的同时执行其他指令,是CPU乱序的根源,不是乱,而是提高效率。

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CPU负载CPU load average)场景1

问题背景: 客户反馈机器使用非常卡顿,通过 top 命令可以看出,机器CPU负载(CPU load average)非常 CPU负载(CPU load average)趋于大于CPU核数时,说明服务器负载异常...CPU负载高一般原因为内存使用异常或磁盘性能异常导致 观察机器中top数据,发现内存使用率正常,但wa值很高,%wa指CPU等待磁盘写入完成的时间,怀疑磁盘性能负载过高导致 ?...通过 iotop 过滤到占用磁盘ID非常的线程 ID(TID),其实这里已经可以看到进程信息了,再通过 PS命令过滤线程ID确认业务进程,kill 进程后CPU负载降下来了 同时通过 iostat 可以看出磁盘读流量偏高...建议方案: 数据库等对磁盘性能要求的业务需选购性能更高的磁盘保证业务的高性能、可用性

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图解操作系统-cpu cache

为充分发挥各种器件优点,计算机存储数据的物理器件不会只选择一种,而是以CPU为核心,由内而外地组建一整套存储体系结构。...查询方式也简单,直接将每个缓存块tag的bit位和地址Addr的21位逐一匹配: 相等,说明该内存块已载入缓存 若无匹配的tag,说明缓存缺失,需将内存块放到该组的一个空闲缓存块上 若所有路的缓存块都正被使用...5 缓存对程序性能的影响 CPU将未来最可能被用到的内存数据加载进缓存。...利用局部性原理,设计了缓存,把可能会被访问到的少量数据放在缓存中,大大加速CPU访存速度。 虚拟内存的页缓存也同理,未来最有可能会被访问到的页面会被保留在物理内存。

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操作系统导论-CPU缓存

为了提高程序运行的性能,现代CPU在很多方面对程序进行了优化。例如:CPU高速缓存。尽可能避免处理器访问主内存的时间开销,处理器大多会利用缓存以提高性能。...一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32- - 4096KB。 L2 由于L1级高速缓存容量的限制,为了再次提高CPU的运算速度,在CPU外部放置一高速存 储器,即二级缓存。...CPU在读取数据时,先在L1中寻找,再从L2寻找,再从L3寻找,然后是内存,再后是外存储器。 2 缓存同步协议 多CPU读取同样的数据进行缓存,进行不同运算之后,最终写入主内存以哪个CPU为准?...对缓存中数据进行了改动,需要通知给其他CPU 这意味着,CPU处理要控制自己的读写操作,还要监听其他CPU发出的通知,从而保证最终一致。...3 问题 缓存中的数据与主内存的数据并不是实时同步的,各CPU (或CPU核心)间缓存的数据也不是 实时同步。在同一个时间点,各CPU所看到同一内存地址的数据的值可能是不一致的。

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内存:你慢点行不行?CPU慢点你养我吗?内存:我不管!

位于顶层的存储器速度最快,但是相对容量最小,成本非常。层级结构向下,其访问速度会变慢,但是容量会变大,相对造价也就越便宜。...如果在/不在位则是 0 ,则引起一个操作系统陷入。如果该位是 1,则将在页表中查到的页框号复制到输出寄存器的 3 位中,再加上输入虚拟地址中的低 12 位偏移量。如此就构成了 15 位的物理地址。...然而,所有这些操作都必须通过少量指令完成,因为 TLB 丢失的发生率要比出错率很多。 ?...此时如果 CPU 尝试匹配第一条指令,就会得到一个缺页异常,使操作系统装入含有第一条指令的页面。其他的错误比如 全局变量和 堆栈 引起的缺页异常通常会紧接着发生。...为了实现工作集模型,操作系统必须跟踪哪些页面在工作集中。一个进程从它开始执行到当前所实际使用的 CPU 时间总数通常称作 当前实际运行时间。

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CPU问题排查

文章目录 1、查询哪个进程占用CPU 2、进程哪个线程占用CPU 3、查询线程的堆栈信息 前言 CPU时,基本就是三板斧就可以找到具体占用CPU的线程信息,这样,你就看到CPU这么,是什么线程在捣乱了...1、查询哪个进程占用CPU 可以使用Top 或者top | grep 用户名 比如这里我们可以使用 top | grep deploy 查询当前用户deploy下面有哪些进程比较占用CPU,如下图,可以发现进程...28284比较占用CPU 2、进程哪个线程占用CPU 接着我们查看上述进程内是哪些线程在捣乱,使用命令top -H -p  PID 在这里我们使用top -H -p  28284,结果如下图,我们发现是有几个线程相对占用比较高...转换为16进制的数字:printf “%x\n” tid 2、 查询线程信息:jstack 28284 | grep 6ee5 -A 10 执行结果如下图,我们可以看到具体是我们的应用里的哪个线程占用CPU

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【实时性迷思】CPU究竟的有多快?

【说在前面的话】 ---- 相对人的感官来说CPU的太快了——即便是人们常常用来描述时间短暂的“一眨眼功夫”对CPU来说也是及其“漫长”的好几百毫秒了——仔细想想有几个人能在一秒钟内连续眨十次眼睛呢?...那么CPU究竟的有多快呢?是很快、非常快还是快得不得了?如果我们继续站在人类的视角考虑这个问题,其抽象程度无异于思考“无穷大究竟是多大”。...借助这个等效,我们就可以对CPU的处理能力建立更多量化的感官,比如1ms的时间内,CPU能做多少事情呢?...【结语】 ---- “1MHz就是1us”的等效为我们提供了一个基准,建立了关于“CPU多快”最直观的感受,同时也为评估代码尺寸、系统可靠性提供了有力的参考。...掌握了这个基准,作为一个合格的程序员,不应该仅凭人类的感觉毫无依据评价CPU的处理能力了,“72MHz足够快了吧?”

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操作系统CPU知识扫盲

在其他不同的编程语言里面其实都有在操作系统之上抽象的内存模型来应对不同的cpu架构的的差异,这一点需要注意。...多个单核CPU vs 单个多核CPU 多个单核CPU: 成本更高,因为每个CPU都需要一定的线路电路支持,这样对主板上布局布线极为不便。并且当运行多线程任务时,多线程间通信协同合作也是一个问题。...至此,关于CPU的个数,核数,逻辑CPU的个数计算关系如下: (1)总核数 = 物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数 (2)总逻辑CPU数 = 物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数 X 超线程数...在上面的mac的参数里面,我们能够看到在Intel Core i7处理器下,主频是2.2 GHz,当前主频的处理器也在4 GHz之内,其主要原因主要在于散热,提高主频超过一定范围后热密度急速提高,很不经济...总结 本文主要介绍了计算机操作系统CPU有关的知识,计算机的核心就在于CPU,了解CPU相关的知识,可以让我们更清楚我们的程序底层执行的过程,从而写出更健壮的代码及调优相关的程序。

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操作系统基础-CPU虚拟化

操作系统的三个要素 操作系统的定位是计算机资源(CPU,内存,硬盘,各种I/O设备等)的管理者。...正是通过CPU和内存虚拟化,操作系统提供了这种幻象:似乎每一个进程都有一个独占的CPU和一片巨大的独占内存。...通常来说,我们有两种类型的工作负载: 交互式的进程,这种进程大部分时候都在Blocked的状态等待I/O,不怎么占用CPU,但是需要得到优先级的处理,比如shell里面用户每输入一个字符,总是希望操作系统尽快响应并把这个字符显示到屏幕上...非交互式的进程,他们大部分时间都在使用CPU执行指令,处于Running的状态,这种进程的诉求是吞吐量,尽可能减少进程切换带来的开销。...操作系统中维护多个进程队列,从高到底依次为每个队列分配不同的优先级:优先级的进程分配较短的时间片,保证快速响应;低优先级的进程分配较长的时间片,保证其吞吐量。

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操作系统CPU调度策略---07

操作系统CPU调度策略---07 多进程图像与CPU调度 CPU调度(进程调度)的直观想法 面对诸多场景,如何设计调度算法? 如何做到合理?...CPU约束型任务通常对应后台任务,因为后台任务通常大部分时间都是只使用CPU,而不会使用IO操作。...应该让IO约束型任务先执行,因为IO约束型任务通常执行一小段时间,就会因为IO阻塞,而被迫让出CPU使用权,此时会进行线程切换,切换到CPU约束型任务继续执行,等到CPU约束型任务时间片到期后,又会再次切换会...这样可以实现IO约束型和CPU约束型任务,二者并行的局面 ---- 各种CPU调度算法 折中和综合让操作系统变得复杂, 但有效的系统又要求尽量简单… 因此,对于CPU调度算法而言,一定要尽可能的简单,执行尽可能的快...priority for (p = &LAST_TASK; p > &FIRST_TASK; --p) if (*p) //执行过的任务 比初始任务 优先级

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并发 -- 操作系统基础

相对于传统软件行业,互联网行业存在的最大技术挑战之一应该就是并发了。最初我对并发的理解,就是服务器存在压力,然后堆机器,很low,但是没准很有效,当然也存在一些问题。...机器资源固然重要,但是更需要使用专业的工具和不断完善的策略来解决并发问题。...先说nginx,nignx本质上是一个反向代理服务器,可以作为web服务器和负载均衡服务器,相对apache ,nginx更擅长处理静态请求,cpu内存使用率极低,并发数相对于其他web服务器要高不少能到...3.区别 进程和线程的主要差别在于它们是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间,一个进程崩溃后,在保护模式下不会对其它进程产生影响,而线程只是一个进程中的不同执行路径。...但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

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stm32可以Linux操作系统吗?

ST是意法半导体的简称,M是指微控制器(也就是单片机的)MCU的第一个英文字母,32是指32位的CPU,它的CPU是采用的ARM公司的Cortex-M系列的内核设计。 1....款式R:定位应用于高端嵌入式系统,可靠及时效性。 款式M:用于深度嵌入、定制的嵌入式系统。 值得注意的是,Cortex-M下的处理器没有内存管理单元MMU。 2....Linux系统 一般将操作系统分为实时操作系统和非实时操作系统。实时操作系统大多为单进程、多线程(多任务),因此不涉及到线程间的地址空间分配,不需要使用MMU,例如VxWorks。...Linux系统属于非实时性操作系统,多进程是其主要特点。...其实操作系统或者用户在fork()进程时完全不需要考虑物理内存的地址分配,该工作由微控制器的内存管理单元MMU来做。

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MySQL导致的CPU负载问题

MySQL导致的CPU负载问题 今天下午发现了一个MySQL导致的向上服务器负载的问题,事情的背景如下: 在某个新服务器上,新建了一个MySQL的实例,该服务器上面只有MySQL这一个进程...0.0%st Cpu4 : 0.3%us, 0.0%sy, 0.0%ni, 99.7%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st Cpu5 : 0.0%us...只有一个核上面的负载是100%,其他的都是0%,而按照CPU使用率排序的结果也是mysqld的进程占用CPU比较多。...hi, 0.0%si, 0.0%st Cpu3 : 1.0%us, 0.0%sy, 0.0%ni, 99.0%id, 0.0%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st Cpu4...这里,我能想到的一个原因是5M的buffer pool太小了,会导致业务SQL在读取数据的时候和磁盘频繁的交互,而磁盘的速度比较慢,所以会提高IO负载,导致CPU的负载过高,至于为什么只有一个CPU的负载比较高

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