iLeafy11(侯志勳)
學歷
- 成功大學 資訊工程系 112級
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iLeafy11
2021 秋季班 個人評量
作業及專題
自我評量分數 (1 到 10 級分)
我給自己 8 分。 學期初的時候我可以給自己滿分或是 9.5 分，但是在探討並行程式設計一段時間之後，我有點反感每週都見到它，原因是：
1.完全搞不懂在做什麼。 2.越是想要深入了解，越感到挫折。
因此我在進入期中考週之後，沒有辦法用如同開學的時候用盡心力去探討相關議題，雖然還是會去看相關的 material，但是積極度已經下滑許多，直到接近期末的時候有一次小考後突然能夠稍微理解生產者消費者的模型，然後嘗試自己動手寫寫看小實驗，才開始又有了動力去修改程式。所以綜合整學期的表現，我給自己 8 分。
題目：
a. 因為 x-y 可能會有 overflow 的問題。
b. *ptr++ 等價於 *(ptr++)，意味著先對該 ptr 指向的地址加一，在對其 dereference 取值。ptr++ 則是 ptr 指向的地址加一，加「一」的大小取決於 pointer 的資料型別。
c. signal 是一個 function，其中有個 argument 是 int 型別，該 function 會回傳一個 pointer，該 pointer 會指向另一個 function 其型態會長得像 func2(int sig, void (*handler)(int))，func2() 中的 argument 一個是 int 型別，另一個 argument 是 pointer to a function，而該 pointer to function 其 function 也有一個 argument 型別為 int。
d. (1) 因為該 linked list 為 doubly circular linked list，所以該 function 的行為是從 (head)->prev 為起點，往前 (prev) 走訪整個 circular list。 (2) 因為 operator 之間的 precedence 的關係，例如，如果傳入的 head 的 argument 為 *ptr (假設 ptr 為一個 pointer to pointer)，則針對 pos = head->prev 來說，行為會是先做 ptr->prev 在對其 dereference，而有加上 () 的 pos = (head)->prev 的行為才會是我們預期想要的到的結果。
e. (1) 對 linked list 做 merge sort 可以讓兩個指向該 linked list 的指標在同一個起點用賽跑的方式，(一個的速度為另一個的兩倍)找到要 partition 的點，之後可以遞迴回來將 partition 後的 list 接上。實作細節可以參考 quiz2。 (2) 真實世界的應用其中就是開學的作業， lab0 的直譯器，以及 linux 中對 cache 友善的 linked list merge sort。
f. 以 count leading zero 來說，實作上可以類似 binary search，對於輸入的數值，向右位移 2 的整數次方遞減，這樣可以檢查逐個 bit，最後取得偏差值之後就可以確定 leading 0 的個數，除此之外實作可以透過建立 table 提升效能。
g. (1) 簡而言之，object 的生命週期存在於程式的執行時期，生命週期會因為 object 的 storage duration 而有所差別 (C99 6.2.4 Storage durations of objects)，當程式執行時期於一 object 生命週期之外對該 object 存取或是操作其值，該行為為 undefined behavior。 (2) 其中一個 CVE 是 heap use after free 發生在 google chrome 上，另一個 CVE 有關於 linux，在 RCU 同步機制上與有 object lifetime CVE。
j. (1) page fault 是在 virtual page number 轉換到 physical memory 的過程中，沒有在 main memory 找到對應的 physical page number，也就是 DRAM cache “miss” 的情況下就會出現 page fault (TLB, Page table miss)。
m. (1) LRU replacement 因為是 Least Recently Used，通常可以減少 miss rate，對於 cache 來說，可以提升 cache 的 hit rate，藉此可以提升程式執行效能。
n. (1) 有看了一部份。看到 memory mapping 附近。
p. 有分 Temporal locality 跟 Spatial locality，舉例來說： for(i = 0; i < 100; i++) A[i+1] = A[i] + 1;
i is referenced frequently —> Temporal locality A[i+1], A[i] are nearby —> Spatial locality cache 對於這兩種行為會 tend to be referenced again soon，所以 cache friendly 提升效能。
v. 本學期最印象深刻的、顛覆我過往認知的是並行程式設計(畢竟整學期都在探討這個議題)。從前寫程式從來沒有思考過會有這種程式設計思維，所以這是我第一次接觸到這類議題。在本學期到達第四週之後，那段時間經常思考著並行程式設計的原理，以及如何能夠實作，semophore 跟 mutex，POSIX thread API 的使用方式，到之後如何能達成 Lock-free 提升效能。有時候想著想著一整個下午就不見了，過程中十分掙扎，很難以理解這類型的思維，也嘗試過做小型的實驗測試看看 mutex lock 的運作行為，稍微能理解了的時候往往又被程式碼所 “overwhelmed”。直到有一天自己拿起筆開始畫出生產者消費者，Threadpool 的流程圖，才大致摸到一點頭緒。除去前三週外，第四週之後上課總是離不開多執行緒，而最後自己的期末報告也正巧是第四週的作業題目，因此並行程式設計相關議題就是這學期最人印象深刻的部分。
學習成果
- 首先是 vim 的使用，開始熟悉 vim 搭配 terminal 相關操作。
- 「素養」，可以感受到每週小考的確會讓人對於程式碼更加敏感。
- 課程強調「實作」、「做實驗」，所以面對問題，了解到不該只是憑空幻想，應該動手自己驗證，查詢規格書。
- 工具的使用，如 valgrind, thread sanitizer, multipass, perf… 等等。
- 並行程式設計，雖然只有學到皮毛。
- 寫 HackMD 共筆，建立共筆的習慣，提升自己的表達能力。
學習心得
我記得第一堂課我有看到「有 guts 就來選這門課」之類的話，所以我就選了。我很感謝有這次機會來上這門課，雖然說投入了大量心力過程(每週 20 小時)仍遇到很多挫折，但是比起學期前，我認為我有學習到「有用的」知識。有時候我其實很感謝老師上課偶爾講一些無關課程內容的話，或是在一對一過程中「罵學生」（我），往往能夠點醒自己的不足，督促自己仍然有許多進步空間(例如表達能力不佳等等)。
在學期初我有在和老師一對一中提到說，資訊領域廣大，我對此感到茫然且迷失其中，我很感謝老師給予建議：讓自己投入一個感興趣的專題或是專案，然後設法解決問題，在這學期其實往往都能體會到這種「解決問題」然後實作的精神，然後 Linux 相關的議題又是如此之多，所以讓我更加深刻認識到，不應該對此感到茫然，反正就動手做就對了，有坑洞，就去把它填起來。
課程中，認識到 Linux 許多相關議題，其中這學期著重在並行程式設計，雖然說過程我一度厭惡它(雖然說老師課堂中多次強調它的地位非常之重要，未來無法逃避相關議題)，但是逐漸的可以去理解它然後重新對其感到有興趣是一個滿奇妙的過程。Linux 許多議題都十分有趣，而花一整個學期的時間來探討，比起 Linux 的龐大，一個學期顯得十分之渺小，有時候僅能夠 “scratch the surface”，尤其以我是學生的角度不太可能可以一個學期只修這門課然後只全心全意投入其中，不過如果允許，我願意花一整個學期的時間只埋首於其中。
感謝有這次機會可以上老師的課。
