软件讲座
蒋炎岩老师：模型
模型：软件系统中的小小世界
计算机系统是状态机，软件也是状态机
- 真实系统的状态机过于庞大，只有化简（仅仅关注一个侧面）才能理解
如何用模型指导软件测试
软件测试实质：搞破坏
思路
小世界假设：软件bug只需要关注软件系统的一小部分即可触发，而描述bug发生实际上只需要少量信息
小世界建模：建模系统发生的关键事件，将软件测试问题变成一个搜索问题
- 操作系统对于进程，文件的抽象本质上上世纪七十年代到当今其实基本没有变化
小世界建模：建模基础系统和演化带来的特性
例如船，从帆船到航母，实际上破坏船体都会带来相似的结果，可以用相同的思想去测试，即对于测试航母，先建模一个帆船的模型，针对帆船进行测试
在操作系统内核中，可以建立一个基础的UNIX的文件系统模型，以插件的形式将现代操作系统的功能加入，对该种基础模型进行测试，一般也可以测试出来内核的问题
对于编译器：
- 程序=框架+语句
- 框架确定了控制流
- 语句确定了数据流和含义
模型：程序合成
软件的动态更新，就像是一台不会停止运行的服务器就可以运行
目标：能不能调试代码不需要重新编译（这里是编译原理的东西吗？），就不需要停止软件运行
思路：将对函数的调用改为对函数指针的调用
难题：代码改一行，数据全变样，即会导致之前数据的迁移异常
动态更新：对象状态转换，比如原本是数组，通过一个函数更新为链表的存储方式
期望：自动生成对象状态操作历史
例如对数组到链表的转换，可以生成一个序列备份这样就可以复原，
感觉挺好，但是软件复杂度上升然后就顶不住了
答案：在项目本身中
在复杂的软件项目中构造一个模型，将一个完整的项目进行拆分，拆分成小的模型和片段，将其中可以替换的部分进行更新，最后再进行一个合成，完成一个动态更新
模型：计算机系统的构造和解释
关于《操作系统》这一门课，就可以为计算机系统进行建模，所有软件都是状态机，对状态机就能进行一个模拟
为计算机硬件建模
将精简为计算机软件提供的核心机制通过C函数实现多处理器硬件的抽象，这样写操作系统不再需要汇编
为操作系统建模
从应用角度，操作系统就可以视为一组API，进行建模之后，也可以了解操作系统的实现正确性和编译器的编译正确性
总结：化繁为简”
对于无法搞懂的复杂系统，就建模成简单系统，搞清楚小的模型的原理，然后再映射回去
模型：更小的系统，更小的状态空间
- 系统=行为的总和
- 模型便于暂时忽略复杂性，化繁为简
蒋炎岩老师：安卓应用跨设备迁移
相同应用在不同设备之间会出现问题（如最简单的计算器会在屏幕尺寸不同时出现不同的显示界面）
一台机器的测试用例如果能通过但是在别的设备上可以使用，更复杂应用如word的包基本相同，但是在手机上和平板上面界面是很不一样的
软件工程中的搜索问题
软件自动化：
- 生成测试用例
- 生成代码
- 生成时间
解决方式：使用贪心方法找到相同操作的映射
搜索+剪枝
应用向更小屏幕的迁移
如手机应用向穿戴设备（手表等）迁移，将原有的移动应用界面“映射”到智能手表上（其中还要能够选出来需要的功能）
软工vs系统
- 应用：人类需求在信息世界的投影
- 系统：硬件上构建的服务系统
ai属于连接软件与系统之间的桥梁
数据库发展
预测：
智能化作用逐步加大
影响数据库发展的因素
- 软件计数
- 数据模型
- 硬件
- 计算模式
- 架构演进
- 新型应用
计算机内存管理（论文读）
[原创] 每个程序员都应该知道的内存知识 (带你走读Ulrich Drepper的经典论文)_哔哩哔哩_bilibili
重点：3，4，6章
视频1：
cpu访问速度与内存访问速度出现显著差距（CPU速度与SRAM速度显著下降，而DRAM速度提升不高，SSD相对于磁盘提升了一部分速度）
提升方法：
- 利用cpu缓存
- 改进ram架构设计
- 内存控制设计
- DMA
最初系统包括南北桥系统（北桥包含RAM内存控制器，南桥包含PCIE和USB，SATA）
演进时改进成为了一种将cpu集成的设计
当今使用SDRAM（一种DRAM，但是可以同步时钟信号）行列选通都是低电平有效
关于预充电与激活：不同芯片在行选中与下一行选中之间有时间间隔，会在其中进行准备
视频2：
存储结构：寄存器到SRAM到DRAM
冯诺依曼架构实际上使用得不太多
L1指令缓存与数据缓存是分开的，在二级缓存开始就是分开的
cpu缓存：
缓存不命中原因：
- 一开始缓存中没有任何数据（预热区间）
- 缓存容量不够用
- 发生访问冲突（如修改缓存数据时也需要同步修改主存数据）
cpu缓存具体实现：
- 全相连缓存
缓存是以行的形式存储
- 直接映射缓存
硬件实现容易
缓存容量越大，命中概率越高
写回缓存
写回：缓存数据修改会打上“脏数据”标记，在一段时间后写回主存（延时策略）
缓存替换策略：选择替换的方式，最常使用LRU（计组部分的知识）
cpu设计中有很多访问预测的部分（减少流水线停止导致的时间开销，也就是苏老师做的用ai自行判断内存访问部分）
访问时序部分：
视频3：
第四章：虚拟内存
虚拟内存映射（操作系统部分）：每个程序实际上都会自动分配一定的虚拟内存，但是物理内存不足，会出现内存越界情况
如果内存中有足够一个程序（进程）运行的内存总量（总量是2G，但是是在物理地址上不连续）就没办法运行新的进程
不同进程之间由于可能占用相同的物理内存，导致改写内存呢使得相应地址的数据是“脏数据”
虚拟内存属于一种抽象。
在虚拟地址情况下，使用物理内存方式发生变化，可以灵活映射
计算机任何问题都可以通过加一层来解决
例：没有虚拟内存时候只能连续地进行映射，加上虚拟内存，如实际连续物理地址不足会映射到其它空余地方（如硬盘也行），这样进程不会崩溃
通过映射可以自由决定映射位置，即使进程使用的是同样的虚拟地址，但映射算法会映射到不同的物理地址上（哈希表解决冲突），如果几个程序需要使用同一内存，操作系统就会映射到同一个物理地址保证使用数据相同
映射是在硬件级别来做（MMU，内存管理单元），在CPU内核和内存之间
LAZY ALLOCATION：内核使用一种推迟分配内存的方式，当用户申请一块内存，操作系统（硬件）不一定马上分配这一块内存（为了优化性能），实际使用中申请一块内存，接下来使用的机会会其实很少（在链接，装载，一些库函数中也会使用到）
页：
- 页是一个内存大小单元
TLB：包含映射的东西，正常在虚拟地址上通过TLB映射到物理地址
使用Directory索引来查找在具体哪一页，完整页表放在主存中，即访问内存时可能会访问两次内存（间址寻址）
采用方法：使用硬件（TLB），TLB分为指令部分与数据部分（来加快速度），本质类似CACHE
增加TLB方法：
- 单个页变大（4k改2M，命中概率增大）
- 再增加一级TLB缓存
视频4：
很多内置库函数如new，malloc其实都是设计内存管理
大公司都在开发自己的内存分配器（如谷歌脸书等等）
行与列访问具有不同效率
TLB优化：尽量减少内存使用，