《CSDiy》笔记
探赜索隐：计算机体系结构的璀璨星河
拜读完 PKUFlyingPig 先生的《CSDiy》，掩卷沉思，不禁为书中罗列的计算机科学课程之丰富而叹为观止。其中，关于计算机体系结构的部分，更是如同一颗颗璀璨的星辰，照亮了计算机科学的夜空。书中提及的ETH Zurich的两门课程——“Digital Design and Computer Architecture (DDCA)”和“Computer Architecture”，犹如双峰并峙，前者奠定了坚实的数字电路和硬件描述语言基础，后者则引领我们步入更深邃的体系结构领域，探索内存系统、并行计算、异构计算等前沿议题。DDCA课程从晶体管、逻辑门入手，最终构建出一个完整的CPU，这种由表及里、循序渐进的教学方式，宛如庖丁解牛，使抽象的概念变得触手可及。而Computer Architecture课程则更加注重对实际案例的剖析和对现代计算系统的批判性思考，鼓励学生们不仅要知其然，更要知其所以然。如果说DDCA是构建计算机大厦的基石，那么Computer Architecture则是这座大厦的设计蓝图，二者相辅相成，共同构筑起我们对计算机体系结构的深刻理解。例如，在当今数据爆炸的时代，内存系统的重要性日益凸显。Computer Architecture课程深入探讨了DRAM、新型非易失性存储技术、内存控制器等关键组件，并介绍了诸如片上处理（processing-in-memory）等新兴范式，这些知识对于我们理解现代计算机系统的性能瓶颈和优化方向至关重要。课程中提及的Verilog设计和模拟类MIPS流水线处理器的寄存器传输（RT）实现，更是将理论知识与实践操作紧密结合，使我们能够亲身体验CPU的设计过程，加深对流水线、超标量执行等概念的理解。
溯本求源：RISC-V与操作系统内核的奥秘
书中对MIT 6.S081: Operating System Engineering 这门课程的介绍，则如同一把钥匙，开启了通往操作系统内核的神秘之门。这门课程以RISC-V架构为基础，带领学生们深入探索xv6操作系统的设计思想和实现细节。RISC-V的简洁性和易学性，使得学生们可以专注于操作系统层面的开发，而无需像以往一样纠结于x86架构的复杂机制。课程强调动手能力的培养，每周都会有一个lab，要求学生在xv6上增加新的机制和特性。这种实践导向的教学方式，能够有效地提高学生们的编程能力和问题解决能力。例如，在lab中，学生们可能会被要求实现一个简单的文件系统，或者添加一个新的系统调用。通过这些实践，学生们不仅能够掌握操作系统的基本原理，还能够深入理解操作系统与硬件之间的交互。此外，课程还鼓励学生们阅读xv6的源代码，并对其中的设计进行批判性思考。这种批判性思维的培养，对于学生们未来的职业发展至关重要。操作系统是计算机系统的核心组成部分，理解操作系统的原理和实现细节，对于我们理解整个计算机系统的工作方式至关重要。6.S081课程不仅能够帮助我们掌握操作系统的基本知识，还能够培养我们的实践能力和批判性思维，为我们未来的职业发展打下坚实的基础。想象一下，当你能够深入理解操作系统的内核，并能够对其进行修改和优化时，你将拥有多么强大的力量！💪
融会贯通：从理论到实践的飞跃
《CSDiy》一书的价值，不仅在于其对众多计算机科学课程的罗列，更在于其对这些课程之间内在联系的揭示。例如，书中提及的CS61C课程，为我们学习计算机体系结构和操作系统奠定了坚实的C语言和汇编语言基础。而ETH Zurich的DDCA课程，则为我们学习Computer Architecture课程提供了必要的数字电路和硬件描述语言知识。MIT 6.S081课程，则需要我们具备扎实的体系结构知识和C语言功底。这些课程之间相互关联、相互支撑，共同构筑起一个完整的知识体系。学习这些课程，不能仅仅满足于对知识的掌握，更要注重对知识的融会贯通。例如，在学习了计算机体系结构之后，我们可以思考如何利用硬件特性来优化操作系统的性能。在学习了操作系统之后，我们可以思考如何利用操作系统的机制来提高应用程序的效率。这种融会贯通的能力，是我们在计算机科学领域取得成功的关键。例如，近年来，随着人工智能技术的飞速发展，GPU在机器学习领域的应用越来越广泛。GPU的体系结构与传统的CPU有很大的不同，理解GPU的体系结构，对于我们优化机器学习算法的性能至关重要。而操作系统的调度机制，也会对GPU的利用率产生影响。因此，只有将计算机体系结构和操作系统的知识融会贯通，才能真正发挥GPU的强大性能。🚀
洞幽烛微：数据驱动的未来展望
在《CSDiy》的指引下，我们不仅能够掌握计算机科学的基本知识，还能够洞悉未来的发展趋势。例如，随着云计算、大数据等技术的普及，数据中心的重要性日益凸显。数据中心的体系结构设计，对于数据中心的性能、能耗和可靠性至关重要。而操作系统的虚拟化技术，则是构建数据中心的基础。因此，理解数据中心的体系结构和操作系统的虚拟化技术，对于我们在云计算和大数据领域取得成功至关重要。此外，随着物联网技术的兴起，嵌入式系统的应用越来越广泛。嵌入式系统的资源有限，对性能和能耗的要求很高。因此，嵌入式系统的体系结构设计和操作系统的优化，是嵌入式系统开发的关键。例如，在智能家居领域，我们可以利用嵌入式系统来实现对家电设备的控制和管理。在智能交通领域，我们可以利用嵌入式系统来实现对车辆的监控和调度。这些应用都需要我们具备扎实的计算机体系结构和操作系统知识脱颖而出，创造属于自己的辉煌。