روز 11 – [1.1 Introdução] – سازماندهی و طراحی کامپیوتر: رابط سخت افزار/نرم افزار

Summarize this content to 400 words in Persian Lang
قبل از شروع به ایجاد سیستم عاملم، تصمیم گرفتم دو قدم به عقب برگردم و دو کتاب مصرف کنم:

سازمان و طراحی کامپیوتر: رابط سخت افزار/نرم افزار – جان هنسی
سیستم عامل ها: مفاهیم و مکانیسم ها – پروفسور کارلوس آ. مازیرو

همچنین در رادار من: معماری کامپیوتر – رویکرد کمی – جان هنسیاما آن را برای آینده می گذارم.

شروع به کار:این فصل در نظر گرفته شده است تا بر عصر “پس از کامپیوتر” تأکید کند، جایی که PMD (دستگاه تلفن همراه شخصی) جایگزین رایانه های رومیزی معمولی می شود. نمونه ای از PMD یک گوشی هوشمند یا رایانه لوحی است.او همچنین کمی در مورد SaaS (نرم افزار به عنوان سرویس) و رایانش ابری و پردازنده های تعبیه شده توضیح داد.پس از بحث در مورد این موضوعات، یک سری سؤال ارائه می شود که کتاب پیشنهاد می کند و پس از پایان خواندن می توان به آنها پاسخ داد:

چگونه برنامه ها به زبان سطح بالا مانند C یا جاوا به زبان ماشین ترجمه می شوند و سخت افزار چگونه برنامه های حاصل را اجرا می کند؟
رابط بین نرم افزار و سخت افزار چیست و چگونه نرم افزار به سخت افزار دستور می دهد تا عملکردهای لازم را انجام دهد؟
چه چیزی عملکرد یک برنامه را تعیین می کند و چگونه یک برنامه نویس می تواند عملکرد را بهبود بخشد؟
طراحان سخت افزار از چه تکنیک هایی می توانند برای بهبود عملکرد استفاده کنند؟
طراحان سخت افزار از چه تکنیک هایی می توانند برای افزایش صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده کنند؟
دلایل و پیامدهای تغییر اخیر از پردازش متوالی به موازی چیست؟
از زمان اولین کامپیوتر تجاری در سال 1951، معماران کامپیوتر چه ایده های بزرگی برای پایه گذاری محاسبات مدرن داشته اند؟

در نهایت، فصل با سؤالات زیر برای خواننده به پایان می رسد:

تعداد پردازنده‌های تعبیه‌شده فروخته شده در هر سال بسیار بیشتر از تعداد پردازنده‌های PC و حتی پس از آن است. آیا می توانید با توجه به تجربه خود این موضوع را تایید یا رد کنید؟

من با یک بله بزرگ تأیید می کنم، عمدتاً به دلیل این خبر. اکثریت قریب به اتفاق پردازنده های تعبیه شده در دستگاه های IoT استفاده می شوند. و با توجه به گستردگی زیاد این بازار به راحتی می توان این موضوع را تایید کرد.

همانطور که قبلا ذکر شد، نرم افزار و سخت افزار هر دو بر عملکرد یک برنامه تاثیر می گذارند. آیا می توانید به مثالی فکر کنید که در آن هر یک از عوامل زیر مسئول گلوگاه عملکرد باشد؟ الگوریتم انتخاب شده، زبان برنامه نویسی یا کامپایلر، سیستم عامل، پردازنده، سیستم I/O و دستگاه ها.

الگوریتم – یک الگوریتم بهینه سازی ضعیف می تواند ناکارآمدی ایجاد کند. تا حد امکان باید از پیچیدگی محاسباتی بالا، استفاده ناکارآمد از حافظه و سربار غیر ضروری اجتناب شود.

زبان برنامه نویسی یا کامپایلر – زبان های تفسیر شده (پایتون و روبی) و زبان های کامپایل شده با JIT (جاوا و سی شارپ) یک لایه پردازش اضافی در طول اجرا اضافه می کنند. و زبان هایی که از زباله جمع کن استفاده می کنند نیز کندتر هستند.

سیستم عامل – من مطمئن هستم که عوامل بیشتری وجود دارد، اما مواردی که من تجربه کردم عبارت بودند از: سازگاری ضعیف با پشتیبانی سخت افزاری (ubuntu)، سربار امنیت (ویندوز مدافع) و مدیریت انرژی (نوت بوک قطع شده به حالت ذخیره رفت).

پردازنده – ساعت (فرکانس پردازنده)، ناسازگاری معماری (ARM، x86، x64)، گرم شدن بیش از حد، تعداد هسته‌ها… (مطمئناً عوامل بیشتری وجود دارد که من از آنها اطلاعی ندارم)

سیستم و دستگاه های I/O – در حال حاضر تنها چیزی که به ذهن می رسد استفاده از هارد دیسک های کند (HDD) و اشباع I/O است.