我非常喜愛《易經(jīng)》，買了很多關(guān)于《易經(jīng)》的書。為什么學(xué)習(xí)《易經(jīng)》呢？目的不是為了要學(xué)如何算卦，而是想通過它了解古人的觀點(diǎn)。或者說，我是把《易經(jīng)》當(dāng)作哲學(xué)和歷史來讀的，“好易而不占”。

《易經(jīng)》里有很多富有內(nèi)涵的話，比如大家熟悉的厚德載物，自強(qiáng)不息，等等。今日標(biāo)題中的兩個詞“不遠(yuǎn)復(fù)”和“蒙以養(yǎng)正”也都出自《易經(jīng)》這個文化寶庫。

“不遠(yuǎn)復(fù)”出自《易經(jīng)》的復(fù)卦，基本的意思就是，“沒走多遠(yuǎn)就要回頭看看”，經(jīng)常回顧走過的路，思考反省，看看是否偏離了方向。

理學(xué)家朱熹很喜歡這句話，把它寫成大字，掛在自己的書堂中，目的是提醒自己要經(jīng)常反省，糾正錯誤，不要背離根本。

其實(shí)，“不遠(yuǎn)復(fù)”對于治學(xué)和做軟件也是很有價值的。

經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，關(guān)于軟件的知識庫已經(jīng)非常巨大，而且?guī)缀趺恳环昼姸歼€在增加新內(nèi)容。

回想我剛畢業(yè)的90年代，流行的編程語言就那么一兩種，操作系統(tǒng)方面也主要是Windows一種（少量Unix），芯片方面主流的就是x86。而今天，形勢已經(jīng)大不相同，每個層面都“多頭化”，而且層次的數(shù)量還在增多。

這意味著，對于今天的新手來說，可以選擇的方向更多了，要學(xué)習(xí)的內(nèi)容也更多了。方向多是好事，但是要學(xué)的東西多就未必好了。一則可能導(dǎo)致不知道要學(xué)什么，茫然不知何從下手。另外也可能學(xué)的內(nèi)容不合適，花了很多時間，但是收益不大。也有可能辛辛苦苦學(xué)的東西沒過多久就過時了。

這幾年與一些大學(xué)生和年輕同行做過一些交流，發(fā)現(xiàn)的一個普遍問題是“根基薄弱”，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的底層原理知之甚少。比如，很多人對進(jìn)程空間、虛擬內(nèi)存、頁錯誤這樣的基本概念都模糊不清，對cache機(jī)制、中斷管理和硬件結(jié)構(gòu)就更知之甚少了。

對于《易經(jīng)》的64卦，我比較熟悉的另一卦是“蒙”卦。

上面的三爻代表山，下面的三爻代表水，山水朦朧，比喻事物的初生狀態(tài)，卦辭則闡述先哲們的教育觀。“非我求童蒙，童蒙求我”，意思是學(xué)習(xí)這件事，學(xué)生要掌握主動權(quán)。“蒙以養(yǎng)正，圣功也”是對老師的鼓勵，意思是“教育這件事可以培養(yǎng)正氣，也很有功德的”。或許是受了這句話的鼓舞，這些年我一直很熱心于知識傳播，把自己對軟件的一些理解和認(rèn)識分享給同行們。廬山研習(xí)班便是一種形式。

《論語》的為政篇有句名言，叫“君子不器”。意思是人不要像器皿那樣只有一個用途，不要把自己局限在一個作用上。更進(jìn)一步的說，是鼓勵知識分子不要只讀書本，只顧自己，要為社會，為他人做些貢獻(xiàn)。

上面這些想法在我腦海中很久了，時不時就浮現(xiàn)出來。2020年太特別了，微小的病毒搞亂了這個世界，也觸發(fā)我們重新思考一些基本的問題。在這樣的背景下，大約三周前的一個晚上，我的腦海中突然冒出一個方案，這個方案把積蓄許久的空想夯實(shí)，成為一個計(jì)劃，這個計(jì)劃便是把我對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解和認(rèn)識打造成一個講座，這個講座每年更新一個版本，堅(jiān)持下去，不斷提煉，不斷改進(jìn)，讓它既“營養(yǎng)豐富”，又容易 “消化吸收”。有了想法后，立刻落筆，便有了下面這個提綱。

基礎(chǔ)篇

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第一講：萬法歸一：圖靈機(jī)和指令引擎

要點(diǎn)：圖靈和圖靈機(jī)，一條長長的紙帶，PC，寄存器，X86的通用寄存器，X86的常用指令，有趣的x86指令，斷點(diǎn)指令，滑板指令，特權(quán)指令，控制寄存器，工作模式，實(shí)模式，保護(hù)模式，SMM，MSR寄存器，讀取CPU的體溫，rdtsc

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實(shí)驗(yàn)1：在調(diào)試器下認(rèn)識常用指令和重要寄存器

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第二講：從跑到飛：中斷和陷阱

要點(diǎn)：不是一開始就會飛，外設(shè)和速度差異，理解飛的強(qiáng)需求，中斷過程，IDT表，陷阱，控制軟件，操作系統(tǒng)的雛形

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實(shí)驗(yàn)2：在調(diào)試器中觀察IDT表和理解中斷機(jī)制

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第三講：離不開的棧

要點(diǎn)：函數(shù)，從函數(shù)返回，棧在中斷和異常時的作用，內(nèi)核態(tài)棧，Linux內(nèi)核中的多個特殊棧，用戶態(tài)棧，棧到底有多大，使用棧的好處，棧的安全問題，棧溢出攻擊，DEP

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實(shí)驗(yàn)3：在調(diào)試器中理解棧的自動增長和溢出攻擊

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第四講：內(nèi)存錐鑒

要點(diǎn)：ENIAC，馮·諾依曼架構(gòu)，內(nèi)存與外存，內(nèi)存的速度，帶寬和通道，DDR3，DDR4和DDR5，考驗(yàn)內(nèi)存，有趣的memset試驗(yàn)，虛擬內(nèi)存與物理內(nèi)存，頁表結(jié)構(gòu)，頁的屬性，重要的標(biāo)志位，頁錯誤，大錯誤，小錯誤，如何“玩爆”Linux的內(nèi)存管理器

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實(shí)驗(yàn)4：在調(diào)試器中觀察頁表和理解頁錯誤

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第五講：系統(tǒng)脊梁：PCI總線

要點(diǎn)：理解總線，PCI簡史，PCI標(biāo)準(zhǔn)的精髓內(nèi)容，詳解PCI的配置空間，廠商ID，產(chǎn)品ID，設(shè)備類型，基地址（BAR），設(shè)備寄存器，訪問設(shè)備寄存器，手工控制U盤，USB控制器舉例

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實(shí)驗(yàn)5：在調(diào)試器中理解PCI總線

提高篇

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第六講：產(chǎn)業(yè)格局：固件和ACPI

要點(diǎn)：固件的必要性，多角度理解ACPI標(biāo)準(zhǔn)，ASL，EFI和ACPI，TianoCore，ACPI的表，E820表，ACPI的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，電池舉例

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實(shí)驗(yàn)6：在調(diào)試器中理解ACPI設(shè)備

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第七講：多層接力：Cache

要點(diǎn)：馮·諾伊曼的偉大語言，速度之差，多層結(jié)構(gòu)，代碼Cache和數(shù)據(jù)Cache，Cache的結(jié)構(gòu)，局部性，如何編寫Cache友好的代碼

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實(shí)驗(yàn)7：觀察Cache的數(shù)量和結(jié)構(gòu)

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第八講：中斷控制器

要點(diǎn)：PIC的必要性，PIC，APIC，IOAPIC，本地APIC，APIC的重要寄存器，中斷優(yōu)先級，Windows內(nèi)核中的IRQL，Linux的做法，NMI，多處理器的挑戰(zhàn)，IPI，IPI有關(guān)的死鎖

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實(shí)驗(yàn)8：在調(diào)試器中理解APIC

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第九講：芯片組

要點(diǎn)：經(jīng)典的三芯片架構(gòu)，神秘的主機(jī)控制器，DMI，內(nèi)存控制器，MCH北移，ICH，ICH的消失和重生，PCH中的常用設(shè)備，訪問PCH中的設(shè)備，DMA，內(nèi)存映射和經(jīng)典IO空間，SOC

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實(shí)驗(yàn)9：在調(diào)試器下理解芯片組

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第十講：藍(lán)丸和VMM

要點(diǎn)：再分層，機(jī)器層面并行，VTx，VM的Entry和Exit，VMCS詳解，虛擬機(jī)狀態(tài)(Guest-state)區(qū)，主機(jī)狀態(tài)(Host-state)區(qū)，虛擬機(jī)執(zhí)行控制字段，VM-exit控制字段，VM-entry控制字段，VM-exit信息字段，XEN，Hyper-V，KVM

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實(shí)驗(yàn)10：在調(diào)試器下理解VMM

為了能讓更多人參加，講座采用線上直播和錄像的形式，內(nèi)容長度為上下兩篇，十次講座，十個動手試驗(yàn)，加課后問答與討論。

大綱發(fā)出后，參加過廬山研習(xí)班的格友很快理解了我的思路。

對于這個提綱，雖然只有十講，但是分量真的不輕，對于聽眾，如果能堅(jiān)持下來，聽不懂的地方就提問，用心動手試驗(yàn)，那么必定是有收獲的。對于我，也剛好是把多年積累的東西整理一下，系統(tǒng)化，條理化，并以一種新穎的方式呈現(xiàn)出來。

知行合一，今天動工準(zhǔn)備講義，一天時間基本完成了第一講，主題是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂：CPU。

分成如下六個小節(jié)：

?X86基礎(chǔ)：常用寄存器和指令

?X86進(jìn)階：特殊寄存器和特權(quán)指令

?X86進(jìn)階：工作模式和SMM揭秘

?X86進(jìn)階：有趣的指令

?理一分殊：擴(kuò)展到ARM

?萬法歸一：圖靈和圖靈機(jī)

有些同行擔(dān)心這個課太難，聽不懂，詢問要什么基礎(chǔ)，我說唯一的要求是聽不懂的地方就提問。其實(shí)最重要的是誠心，真誠求知的心。

為了盡可能把一些概念說的淺顯易懂，在講義中使用了很多比喻，“用已知描述未知”。

侯捷老師在他的《深入淺出MFC》一書中有句名言：勿在浮沙筑高臺。對于每個程序員來說，深刻理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要性是再強(qiáng)調(diào)也不過分的。夯實(shí)這個基礎(chǔ)，可以終生受益。

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正心誠意，格物致知，以人文情懷審視軟件，以軟件技術(shù)改變?nèi)松?/p>

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的不远复和蒙以养正的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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