硬件结构

1. 冯诺依曼模型

• CPU

通⽤寄存器

程序计数器

指令寄存器

• 总线

地址总线

数据总线

控制总线

2. 32位和64位对比

• 如果计算的数额不超过 32 位数字的情况下， 32 位和 64 位 CPU 之间没什么区别的，只有当计算超过 32 位数字的情况下， 64 位的优势才能体现出来
• 32 位 CPU 最⼤只能操作 4GB 内存，
• 32位操作系统可以运行在64位CPU上面吗？反过来？

如果32位指令在64位机器上执⾏，需要⼀套兼容机制，就可以做到兼容运⾏了

但是如果64位指令在32位机器上执⾏，就⽐较困难，因为 32 位的寄存器存不下64位的指令

32位操作系统、64位操作系统，其代表意义就是操作系统中程序的指令是多少位，⽐如64位操作系统，指令也就是64位，因此不能装在32位机器上

• 总之，硬件的64位和32位指的是CPU的位宽，软件的64位和32位指的是指令的位宽

3. CPU缓存

• L1缓存

L1 Cache 通常会分为「数据缓存」和「指令缓存」

CPU执行会读取L1缓存，通常是以Line的形式存储一个内存地址连续的数据。这涉及到连续数据读取通常效率高，以及伪共享的问题

• L2缓存

L1 Cache 和 L2 Cache 都是每个 CPU 核⼼独有的

• L3缓存

L3 Cache 是多个 CPU 核⼼共享的

• 程序执⾏时，会首先将内存中的数据加载到共享的 L3 Cache中，再加载到每个核⼼独有的 L2 Cache，最后进⼊到最快的 L1 Cache，之后才会被 CPU 读取
• 提高数据缓存的效率：就是采用数组存放连续读取的变量或值
• 提高指令缓存的效率：CPU的分⽀预测器 ，对于if~else做了很好的优化，但是连续的指令对于缓存来说可以预加载更多内容，提高执行效率。因此先排序再遍历效率大于先遍历再排序
• 提升多核CPU的缓存命中率：如果⼀个进程在不同核⼼来回切换，各个核⼼的缓存命中率就会受到影响，我们可以把线程绑定在某⼀个 CPU 核⼼上。Linux提供了API

4. 缓存一致性

• 写直达

如果数据已经在 Cache ⾥⾯，先将数据更新到 Cache ⾥⾯，再写⼊到内存⾥⾯

如果数据没有在 Cache ⾥⾯，