版本 21b822d1c4fce7ea01d432b196fbd3ac9670305c
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title: 系統軟體課程進度與開放資源
categories: system programming, linux, performance, security, compiler, kernel
toc: no
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- Instructor: [Jim Huang](/User/jserv) (黃敬群) `<jserv.tw@gmail.com>`
* [Facebook 粉絲專頁](https://www.facebook.com/JservFans) (不要擔心提了笨問題，這專門用來和學生互動，可預約一對一討論)
- 討論區: [https://www.facebook.com/groups/system.software2018/](https://www.facebook.com/groups/system.software2018/)
- 課程信箱: `<embedded.master2015@gmail.com>`
進階電腦系統理論與實作 (Fall 2019)
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* 第 1 週 (Sep 12): 誠實面對自己
- [課程簡介和注意須知](https://docs.google.com/presentation/d/1Wo22s5aYuuyry97-z2MMmUmdxhjD0wKTdhxIW5oqjvo/edit?usp=sharing)
* [完整解說錄影](https://youtu.be/KaQvUumu81c) (3 小時)
* 每週均安排隨堂測驗，採計其中最高分的 8 次
* 學期評分方式: 隨堂測驗 (25%) + 個人作業 (25%) + 分組報告及專題 (25%) + 自我評分 (25%)
- 歷屆修課學生心得: [張家榮](/User/JaredCJR), [陳品睿](/User/ggary9424), [蕭奕凱](/User/Veck), [方鈺學](/User/JulianATA)
- 分組報告示範: [ARM-Linux](/embedded/arm-linux), [Xvisor](/embedded/xvisor)
- [GNU/Linux 開發工具共筆](https://hackmd.io/c/rJKbX1pFZ): 務必 *自主* 學習 Linux 操作, Git, HackMD, LaTeX 語法 (特別是數學式), GNU make, perf, gnuplot
- [透過 Computer Systems: A Programmer’s Perspective 學習系統軟體](https://hackmd.io/c/S1vGugaDQ): 本學期教科書 (第 2 週可向助教購書)
- [軟體缺失導致的危害](https://hackmd.io/@sysprog/B1eo44C1-)
* 1970 年代推出的首款廣體民航客機波音 747 軟體由大約 40 萬行程式碼構成，而 2011 年引進的波音 787 的軟體規模則是波音 747 的 16 倍，約 650 萬行程式碼。換言之，你我的性命緊繫於一系列極為複雜的軟體系統之中，能不花點時間了解嗎？
* 軟體開發的安全性設計和測試驗證應獲得更高的重視
- [解讀計算機編碼](https://hackmd.io/@sysprog/rylUqXLsm)
* 人們對數學的加減運算可輕易在腦中辨識符號並理解其結果，但電腦做任何事都受限於實體資料儲存及操作方式，換言之，電腦硬體實際只認得 0 和 1，卻不知道符號 + 和 - 在數學及應用場域的意義，於是工程人員引入「補數」以表達人們認知上的正負數
* 您有沒有想過，為何「二補數」(2’s complement) 被電腦廣泛採用呢？背後的設計考量是什麼？本文嘗試從數學觀點去解讀編碼背後的原理
- [圖解傅立葉分析](https://hackmd.io/@sysprog/S1M6kQgiZ)
* 傅立葉 (Fourier) 分析不僅是個數學工具，更是種徹底顛覆一個人以前世界觀的思維模式
* 不幸的是，傅立葉分析的公式看起來太復雜，以至於很多人囫圇吞棗，並從此對它深惡痛絕
* 本文在不需要特別熟悉數學工具的狀況下，讓讀者體會到藉由傅立葉分析看到世界的另一個樣貌
- [Bit-wise operations](https://hackmd.io/s/By0MltO_m) / [bit-wise 的應用](https://hackmd.io/s/ByzoiggIb)
- [bit-field](https://hackmd.io/s/SJ8y82ZYQ)
* [為什麼要深入學習 C 語言？](https://hackmd.io/s/HJFyt37Mx)
- C 語言發明者 Dennis M. Ritchie 說：「C 很彆扭又缺陷重重，卻異常成功。固然有歷史的巧合推波助瀾，可也的確是因為它能滿足於系統軟體實作的程式語言期待：既有相當的效率來取代組合語言，又可充分達到抽象且流暢，能用於描述在多樣環境的演算法。」
* [C 語言：記憶體管理、對齊及硬體特性](https://hackmd.io/s/BkuMDQ9K7)
* 搭配閱讀: [The Lost Art of Structure Packing](http://www.catb.org/esr/structure-packing/)
* [C 語言: 數值系統](https://hackmd.io/s/BkRKhQGae)
* [基於 C 語言標準研究與系統程式安全議題](https://hackmd.io/s/S15o_K3cQ)
- 藉由研讀漏洞程式碼及 C 語言標準，討論系統程式的安全議題
- 透過除錯器追蹤程式碼實際運行的狀況，了解其運作原理;
- 取材自 dangling pointer, CWE-416 Use After Free, CVE-2017-16943 以及 integer overflow 的議題;
* [C 語言: 指標](https://hackmd.io/s/HyBPr9WGl)
- 解讀 C 語言規格書的 “object”
- 重讀 “type” 的定義，並且理解 incomplete type 的意義
- 三位一體: Array, function, pointer types: 都歸類於 derived declarator types
- `void *` 的設計考量
- C-style string
- [What comes after Moore’s Law?](https://enterprisersproject.com/article/2018/9/what-comes-after-moores-law): 隨著 Moore’s Law 時代的結束, 通用化硬體效能不再如以往快速進步, 因此軟硬體也必須因應如此的變化, 這篇點出 4 個面向:
* [Ephemeral](https://www.dictionary.com/browse/ephemeral) applications (短暫的軟體): 這點是以企業軟體來談，許多組織的觀點認為軟體壽命比運作其的硬體來得長久。在許多大企業依然如此，然而後續將大量導入 mobile, web, analytics 與其他軟體，更趨向快速轉變以符合客戶與市場所需;
* New workloads, such as machine learning: 呼應諸多計算架構大師所說的 Domain-Specific Architecture (DSA);
* Cloud platforms: 對於雲端應用而言，使用者不會在意它是在哪種處理器與加速器上運作的;
* Open source software: 主要在於特定的軟體開發商因人力與成本而減少支援硬體的範圍，開放原始碼軟體這時能夠作為考慮方案。儘管無法消弭對硬體的相依性，但不像軟體開發商對硬體平台支援或不支援的要求;
- [The Era of General Purpose Computers is Ending](https://www.nextplatform.com/2019/02/05/the-era-of-general-purpose-computers-is-ending/): 過往是研究員和從業者就設計瓶頸與發熱問題來說明困境，這篇則由製程發展與已發生的現象，討論以下變遷:
* 能追上最先進製程的晶圓廠商越來越少
* [TOP 500](https://www.top500.org/) 中使用特殊晶片比例不斷上升
* 特殊化處理器各方面變得更為經濟實惠
- [課程基本資料表單](https://forms.gle/8ix6EpskfjLH4qbR9): **務必填寫，以接收課程資訊**
- Week1 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/@sysprog/HksKVpUIr)/[作答表單](https://forms.gle/zJ54J1HLJZRkBN8u9)
- [作業](https://hackmd.io/@sysprog/HJvjIvDIr)
* [review](https://hackmd.io/@sysprog/rJM4SPw8S)
* 第 2 週 (Sep 19): 課堂測驗
- 測驗時間: 15:10-18:10
- 可翻閱書籍和 Google 搜尋，但在測驗期間，禁止任何形式的討論。
- 作答以「紙筆」進行，請同學們記得攜帶文具。
- [測驗題目](https://hackmd.io/@sysprog/B1cWzRaLB)
- [作業](https://hackmd.io/@sysprog/BkZ4h5xPB)
* [lab0](https://hackmd.io/@sysprog/HyFQpqgPB), [quiz2](https://hackmd.io/@sysprog/rJn1C5xDS)
* 第 3 週 (Sep 26): C 語言程式設計
- [以位元駕馭能量](https://hackmd.io/s/rk2RO0cYX)
- [C 語言: linked list 和非連續記憶體操作](https://hackmd.io/@sysprog/SkE33UTHf) / [對 Linked List 進行氣泡排序](https://hackmd.io/s/BklGm1MhZ)
- [Count Leading Zero (clz) 的實作](https://hackmd.io/s/Skq6P9bpz)
* [clz 應用](https://hackmd.io/s/Bk-uxCYxz), [clz 分析](https://hackmd.io/s/Hyl9-PrjW)
* [C 語言: 函式呼叫](https://hackmd.io/s/SJ6hRj-zg)
* [C 語言: 遞迴呼叫](https://hackmd.io/s/rJ8BOjGGl)
* [C 語言: 前置處理器應用](https://hackmd.io/s/S1maxCXMl)
* [C 語言: goto 和流程控制](https://hackmd.io/s/B1e2AUZeM)
* [C語言：技巧篇](https://hackmd.io/@sysprog/HyIdoLnjl)
* Week3 隨堂測驗:
- [題目(上)](https://hackmd.io/@sysprog/ByEP8muwr) / [作答表單](https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSciAcG9dJwldW_5fFj8O_l0J9vjiu7nsBLt5W5SkknfXPp9kA/viewform?usp=sf_link)
- [題目(下)](https://hackmd.io/@sysprog/ryu20CKvB) / [作答表單](https://forms.gle/bATLWyPoa6yThs2R9)
* [作業](https://hackmd.io/@sysprog/BJCG-HGdS)
- [list](https://hackmd.io/@sysprog/rJMNq4zuH), [quiz3](https://hackmd.io/@sysprog/rkw4SBMuH)
* 第 4 週 (Oct 3): code review
* 公告
- 10 月 10 日 15:10-23:10 安排在家測驗，請留意助教的信件通知以得知進行方式;
- 10 月 17 日安排課堂 code review，請及早更新 [Homework 3](https://hackmd.io/@sysprog/BJCG-HGdS) / [Homework 4](https://hackmd.io/@sysprog/Bkb5cDMuH) 共筆和程式碼;
- [回顧 Homework 1 / 2](https://hackmd.io/@sysprog/HJlug8GOS)
* [CS:APP 第 2 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/rJoxSsiuG)
* [作業](https://hackmd.io/@sysprog/Bkb5cDMuH)
- [compute-pi](https://hackmd.io/@sysprog/H1U778MOH), [quiz4](https://hackmd.io/@sysprog/HkiTiPzdr)
* Week 4 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/B1keOS-dB) / [作答表單](https://forms.gle/uZP7nPpyNMHhda8d6)
* 第 5 週 (Oct 10): 停課一次，在家測驗
* [題目](https://hackmd.io/@sysprog/BJvfgm2_B) / [作答表單](https://forms.gle/hjHiqqYspQZbWY1T7) (測驗時間 15:00 - 23:50 Oct 10)
* 第 6 週 (Oct 17): Code Review
* [Making C Less Dangerous in the Linux Kernel](https://outflux.net/slides/2019/lca/danger.pdf) / [錄影](https://www.youtube.com/watch?v=FY9SbqTO5GQ)
- Linux 核心中各式 C 語言程式設計的安全和正確議題
- Variable Length Arrays are bad and slow
- Explicit switch case fall-through
- Always-initialized automatic variables
- Arithmetic overflow detection
- Hope for bounds checking
- Control Flow Integrity: forward edges
- Control Flow Integrity: backward edges
- 也提供了 gcc/clang 相關的編譯參數
- [解說1](https://news.ycombinator.com/item?id=19006025), [解說2](https://www.reddit.com/r/linux/comments/ajztr3/making_c_less_dangerous_in_the_linux_kernel_by/)
- [回顧 Homework 1 / 2](https://hackmd.io/@sysprog/HJlug8GOS)
* [回顧 Homework 3 / 4](https://hackmd.io/@sysprog/Sy4WU9HFH)
* 第 7 週 (Oct 24): 機器內部表示法
* [CS:APP 第 2 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/rJoxSsiuG)
* [CS:APP 第 3 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/HJDRfVCFG)
* [從餘數運算到 RSA 加密演算](https://hackmd.io/s/SyBXfc8i7)
* [隱藏在字典裡的數學](https://hackmd.io/@sysprog/BkE3uSvdN)
* [回顧 Homework 3 / 4](https://hackmd.io/@sysprog/Sy4WU9HFH)
* [C 語言: 未定義行為](https://hackmd.io/s/Skr9vGiQm): C 語言最初為了開發 UNIX 和系統軟體而生，本質是低階的程式語言，在語言規範層級存在 undefined behavior，可允許編譯器引入更多最佳化
* [C 語言: 編譯器和最佳化原理](https://hackmd.io/s/Hy72937Me)
* [C 語言: 連結器與程式行為](https://hackmd.io/s/SysiUkgUV)
* [C 語言: 動態連結器](https://hackmd.io/s/HkK7Uf4Ml)
* [C 語言: 執行階段程式庫 (CRT)](https://hackmd.io/s/Hkcr5cn97)
* [C 編譯器原理和案例分析](https://hackmd.io/s/H1ZzeiCIQ)
* [C 語言: Stream I/O, EOF 和例外處理](https://hackmd.io/s/Sy8pJ0x9G)
* [作業](https://hackmd.io/@sysprog/rkw3RV0YS)
- [dict](https://hackmd.io/@sysprog/S1Nn_ECYS), [quiz5](https://hackmd.io/@sysprog/HkXxerRFS), [quiz7](https://hackmd.io/@sysprog/Hy3zZSAtH)
* Week 7 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/BkavHnFFS) / [作答表單](https://forms.gle/6peGUaUcEtT48FD16)
* 第 8 週 (Oct 31): 程式碼最佳化
* [Snap: a Microkernel Approach to Host Networking](https://ai.google/research/pubs/pub48630/)
- 來自 Google 的研究成果，發佈於 [SOSP 2019](https://sosp19.rcs.uwaterloo.ca/) / [Hacker News 討論](https://news.ycombinator.com/item?id=21374204)
- Google's user land networking system achieves "over 3x Gbps/core improvement for RPC workloads, RDMA-like perf of up to 5M IOPS/- core."
- [淺談 Microkernel 設計和真實世界中的應用](https://hackmd.io/@sysprog/SJ55y7fR)
* 為何你要掌握數學？即使 Linux 核心內部也大量可見:
- [從 CPU cache coherence 談 Linux spinlock 可擴展能力議題](https://hackmd.io/@sysprog/BJ8djgdnm)
- [Linux 核心設計: 淺談同步機制](https://hackmd.io/s/SJpp-bN0m)
- [Linux 核心設計: 多核處理器和 spinlock](https://hackmd.io/s/rJbXgzz-4)
- [Linux 核心設計: Scalability 議題](https://hackmd.io/@sysprog/HkfDtLnbH)
- [Reed-Solomon Library Programming Interface](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/core-api/librs.rst): Flash ECC
- [MTD NAND Driver Programming Interface](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/driver-api/mtdnand.rst): ECC, 參見 [錯誤更正碼簡介](https://w3.math.sinica.edu.tw/math_media/d184/18404.pdf) / [抽象代數的實務應用](http://bit.ly/abstract-algebra)
* [CS:APP 第 5 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/SyL8m4Lnm)
* [CS:APP 第 4 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* [回顧 Homework 3 / 4](https://hackmd.io/@sysprog/Sy4WU9HFH)
* Week 8 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/Skz51Kv5B) / [作答表單](https://forms.gle/31iLE35675JDCses5)
* 第 9 週 (Nov 7): Computer Architecture
* 人工智慧涉及大量運算，和底層計算機結構及數值表示法高度相關: [Making floating point math highly efficient for AI hardware](https://code.fb.com/ai-research/floating-point-math/), [bfloat16 floating-point format](https://en.wikipedia.org/wiki/Bfloat16_floating-point_format)
* [CS:APP 第 4 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* [CS:APP 第 5 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/SyL8m4Lnm)
* Week 9 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/B10_EnxoS) / [作答表單](https://forms.gle/CkPAiVtcPBc8SDUL6)
* 第 10 週 (Nov 14): Memory Hierarchy
* [CS:APP 第 6 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1vQ3vu2z)
* [Linux: 賦予應用程式生命的系統呼叫](https://hackmd.io/s/HyNbWoD1V)
* [Linux: 記憶體管理](https://hackmd.io/s/rJBXOchtE)
* 第 11 週 (Nov 21): Virtual Memory
* 佳句偶得：「寫程式就可以讓機器做事，當你會使用機器的時候，你就不用把人當機器用。但學校偏偏是個把學生訓練成機器的地方。」([出處](https://twitter.com/zonble/status/1170927028305944576))
* 最佳化來自對系統的掌握
- [Clang-format tanks performance](https://travisdowns.github.io/blog/2019/11/19/toupper.html)
* Slow:
```C
#include <algorithm>
#include <ctype.h>
```
* Fast:
```C
#include <ctype.h>
#include <algorithm>
```
- [Performance speed limits](https://travisdowns.github.io/blog/2019/06/11/speed-limits.html)
- [Beating up on qsort](https://travisdowns.github.io/blog/2019/05/22/sorting.html)
* [CS:APP 第 9 章重點提示](https://hackmd.io/s/SkCLi8YgN)
* Week 11 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/Hymc9MmhS) / [作答表單](https://forms.gle/uf6nTe4VzkLbcVMaA)
* [分組表](https://hackmd.io/@sysprog/B1sHrRQhr): 請在 12 月 3 日前執行選定的任務
* 第 12 週 (Nov 28): 記憶體管理
- 確認 [分組表](https://hackmd.io/@sysprog/B1sHrRQhr)
- [The golden age of ever-changing computer architecture](https://hackaday.com/2019/11/27/the-golden-age-of-ever-changing-computer-architecture/)
* 李飛飛教授的 TED 演說 [How we teach computers to understand pictures](https://www.youtube.com/watch?v=40riCqvRoMs)
- [ImageNet: A Large-Scale Hierarchical Image Database](http://www.image-net.org/papers/imagenet_cvpr09.pdf)
- [Now anyone can train Imagenet in 18 minutes](https://www.fast.ai/2018/08/10/fastai-diu-imagenet/)
* [CS:APP 第 9 章重點提示](https://hackmd.io/s/SkCLi8YgN)
* 第 13 週 (Dec 5): 重新探討 Process
* [5G 晶片大廠新品對決](https://tw.appledaily.com/new/realtime/20191204/1672429)
- 有好規格就有話語權
- 「高通推出最新旗艦款處理器 S865 晶片需外掛數據晶片，整套開出 120-150 美元，符合市場價格，但今年特別的是，針對中高階的 5G 單晶片，聯發科天璣 1000採用台積電 7 奈米製程，以無敵貴的 75 美元至 80 美元，硬是比高通 5G S765 70 美元還來的高」
* [Linux: 不僅是個執行單元的 Process](https://hackmd.io/@sysprog/r1ojuBGgE)
* [Linux: 不只挑選任務的排程器](https://hackmd.io/@sysprog/rJbcHS5LE)
* [UNIX 作業系統裡頭 fork/exec 的前世今生](https://hackmd.io/@sysprog/SJMxX4cUB)
- [Creating new processes with fork()](https://youtu.be/ss1-REMJ9GA)
- [Bash fork bomb](https://kerneltalks.com/scripts/bash-fork-bomb-how-it-works/)
* [Malloc Bootcamp](http://www.cs.cmu.edu/~213/activities/mallocbootcamp-f19.pdf)
* Week 13 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/B1k4cfU6S) / [作答表單](https://forms.gle/9zcWKa1uaPL6ZPBr7)
* 第 14 週 (Dec 12): 數學基礎 + 分組報告重點提示
* 2018 年 11 月 16 日新版國際單位制通過，新的公斤定義將改以物理學的普朗克常數為標準 (WTF?!)
* 世界上所有的測量結果都可以追溯到「國際單位制」(Système International d'Unités；SI Units)
* 國際單位制以七個基本單位為基礎，並由此推導出各種可相互換算的測量單位。多年來，測量的定義 —— 安培(ampere)、燭光(candela)、克耳文(kelvin)、公斤(kilogram)、公尺(meter)、莫耳(mole)以及秒(second) —— 都已重新定義
* 質量測量的標準源於存放在法國巴黎近郊國際度量衡局的單一物件 —— 國際公斤原器 (IPK)，自 1884 年被鑄造成為公斤的標準以來一直存放在此，[有什麼問題呢？](https://www.eettaiwan.com/news/article/20181123NT01-The-Kilogram-Has-a-New-Definition)
- 根據近年的量測顯示，IPK 重量已減少約 50 微克
- 經過全球國家度量機構數十年的討論和研究，決定捨棄實體的 IPK，改以普朗克常數重新定義公斤單位，其定義比 IPK 至少穩定 100 萬倍
* video: [公斤是如何重新定義？](https://www.youtube.com/watch?v=E-IBVXNHyKc)
- 目前的公斤質量是指以地心引力施加特定的力，修訂後的定義改用電磁力取代機械力進行測量
- 未來改以基布爾秤（Kibble balance）測量，後者以電磁力精準量測物體質量，可測量出多少電流產生的電磁力，才等同於作用在給定質量上的力。
* [Week9 提過碎形](https://hackmd.io/@sysprog/B10_EnxoS)，現在來思考 [希爾伯特曲線與豪斯多夫維度](https://youtu.be/WCZRRw_0Fa0)
* [分組報告重點提示](https://hackmd.io/@sysprog/B1sHrRQhr)
* [Linked list comparison](https://github.com/WojciechMula/toys/tree/master/linearsearch)
```
# Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2620 0 @ 2.00GHz, 24 cores
list : 0.534s, speedup 1.00
array list (4) : 0.293s, speedup 1.82
array list (8) : 0.160s, speedup 3.33
SIMD array list (4) : 0.263s, speedup 2.03
SIMD array list (8) : 0.140s, speedup 3.80
```
* 第 15 週 (Dec 19): I/O 和開發典範
* CS:APP 第 8 章重點提示: [C 語言: Stream I/O, EOF 和例外處理](https://hackmd.io/s/Sy8pJ0x9G)
* [CS:APP 第 10 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1TtmVTTz)
* [Linux: 中斷處理和現代架構考量](https://hackmd.io/s/S1WKTCFM4)
* [C 語言: 物件導向程式設計](https://hackmd.io/s/HJLyQaQMl)
* [Functional Programming 風格的 C 語言實作](https://hackmd.io/@sysprog/HyS-9S6OE)
- 是種 programming paradigm (開發典範)，不是 design pattern 也不是 framework，更不是 language。簡單來說，FP 是種以數學函數為中心的「思考方式」與「程式風格」;
- 透過 C 語言程式提供若干案例，如列舉數值、(不需要動態配置記憶體的) 反轉 linked list 元素、對 Linked List 元素進行合併排序;
* [An Introduction to Cache-Oblivious Data Structures](https://rcoh.me/posts/cache-oblivious-datastructures/)
- 「自動快取資料結構」，特性是無視硬體特定的快取大小，可能達到接近最優化快取的效能;
- 在現代 CPU 多層多種大小的快取架構下，它的理論宣稱其能自動優化在所有層的快取的存儲效率。傳統上電腦科學做偏理論的不太重視實作上的效能，而做實作或硬體優化的則不太重視理論分析。這個學門卻是橫跨了相當理論的演算法分析（需要相當多的進階數學工具），以及相當低階的硬體效能理解;
- 影片: [Memory Hierarchy Models](https://www.youtube.com/watch?v=V3omVLzI0WE)
- Google Research 強者的心得: [關於變強這檔事（九）](https://medium.com/@fchern/%E9%97%9C%E6%96%BC%E8%AE%8A%E5%BC%B7%E9%80%99%E6%AA%94%E4%BA%8B-%E4%B9%9D-3fd36c986313)
- [Skip List](http://en.wikipedia.org/wiki/Skip_list): 置放大量數字並進行排序的資料結構。不用樹狀結構，而改用高度不同的 List 來連接資料。資料結構在概念上可以表示成 Left Child-Right Sibling Binary Tree 的模式。是 Cache-oblivious Algorithm 的經典範例，時間複雜度與空間複雜度與 Binary Search Tree 皆相同，但是實際運作效率比 Binary Search Tree 還要好。
* 第 16 週 (Dec 26): Networking
* [CS:APP 第 11 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByPlLNaTG)
* [分組表](https://hackmd.io/@sysprog/B1sHrRQhr)
* Week 16 隨堂測驗:
- [題目](https://hackmd.io/@sysprog/rkzNb3gJ8) / [作答表單](https://forms.gle/Yvn8puDMkPq1x9vf6)
* 第 17 週 (Jan 2):
* [CS:APP 第 11 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByPlLNaTG)
* [Xor Filters: Faster and Smaller Than Bloom Filters](https://lemire.me/blog/2019/12/19/xor-filters-faster-and-smaller-than-bloom-filters/)
- 應用案例: 你可能有個希望屏蔽的 Web 地址列表，當有人輸入新的網址時，你可能需要檢查一下它是否位列你的黑名單之中。或者，也許你有份包含大量已用過密碼的清單，而你希望核對建議的新密碼是否屬於此洩露密碼之列;
- [xf8](https://github.com/skeeto/xf8): 用 Ubuntu Linux 系統內的 `/usr/share/dict/american-english` 來測試，後者約有 10 萬筆紀錄，透過 8-bit Xor Filter 建立的表格約佔 123 KB
* [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
* Linux: [多核處理器和 spinlock](https://hackmd.io/s/rJbXgzz-4), [淺談同步機制](https://hackmd.io/s/SJpp-bN0m), [RCU 同步機制](https://hackmd.io/s/H19V4eyfV)
進階電腦系統理論與實作 (Fall 2018)
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* 第 1 週 (Sep 14): 誠實面對自己
- [課程簡介和注意須知](https://docs.google.com/presentation/d/1Iuyh_ctWxBgV69S-qZej0oIVaufeoz5S_-rvehCab38/edit)
- 注意: 每週均安排測驗，取出其中最高分的 6 次採計
- 歷屆修課學生心得: [張家榮](/User/JaredCJR), [陳品睿](/User/ggary9424), [蕭奕凱](/User/Veck)
- [21 世紀的系統軟體](https://hackmd.io/s/H1kIhv__X): 「需求」層次: 正確 → 安全 → 可讀 → 優雅 → 利他; Benchmark / Profiling; 運算模式的巨變; Deep Learning 背後的資訊建設
- [軟體缺失導致的危害](https://hackmd.io/s/B1eo44C1-)
- [GNU/Linux 開發工具共筆](https://hackmd.io/c/rJKbX1pFZ): 務必 *自主* 學習 Linux 操作, Git, HackMD, LaTeX 語法 (特別是數學式), GNU make, perf, gnuplot
- [透過 Computer Systems: A Programmer’s Perspective 學習系統軟體](https://hackmd.io/c/S1vGugaDQ)
- [Bit-wise operations](https://hackmd.io/s/By0MltO_m)
- [作業](https://hackmd.io/s/SkWIb_O_X) (截止日: Sep 25)
* 雖然不用繳交程式碼，但有大量需要細讀的材料，請務必投入超過 35 小時
- [課程基本資料表單](https://goo.gl/forms/oVQ6Lkax4XcmGgPG2) **務必填寫，以接收課程資訊**
- Week1 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/S1a9-YO_Q#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/bhj6rm0UxHqFn5B53)
* 第 2 週 (Sep 21): C 程式設計和協作
- [linked list 題目分析](https://hackmd.io/s/HyELy5bTz)
- [bit-field](https://hackmd.io/s/SJ8y82ZYQ)
- [從 C 語言規格看資訊安全漏洞](https://hackmd.io/s/SyE5xaWYX)
- [Git commit message 撰寫和改進](https://hackmd.io/s/HJQk5dt2x)
- [作業](https://hackmd.io/s/rJwiDHGKQ) (截止日: Oct 7)
* [lab0](https://hackmd.io/s/BJp_jq-tm)
- Week2 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/UKpj7o20TLuLqm8t2Erv0g)
* 第 3 週 (Sep 28): C 程式設計效能
- [以位元駕馭能量](https://hackmd.io/s/rk2RO0cYX)
- [對 Linked List 進行氣泡排序](https://hackmd.io/s/BklGm1MhZ)
- [Count Leading Zero (clz) 的實作](https://hackmd.io/s/Skq6P9bpz)
* [clz 應用](https://hackmd.io/s/Bk-uxCYxz), [clz 分析](https://hackmd.io/s/Hyl9-PrjW)
- [C 語言：記憶體管理、對齊及硬體特性](https://hackmd.io/s/BkuMDQ9K7)
* 搭配閱讀: [The Lost Art of Structure Packing](http://www.catb.org/esr/structure-packing/)
- 課後閱讀: [What comes after Moore's Law?](https://enterprisersproject.com/article/2018/9/what-comes-after-moores-law): 隨著 Moore's Law 時代的結束, 通用化硬體效能不再如以往快速進步, 因此軟硬體也必須因應如此的變化, 這篇點出 4 個面向:
* Ephemeral applications (短暫的軟體): 這點是以企業軟體來談，許多組織的觀點認為軟體壽命比運作其的硬體來得長久。在許多大企業依然如此，然而後續將大量導入 mobile, web, analytics 與其他軟體，更趨向快速轉變以符合客戶與市場所需;
* New workloads, such as machine learning: 呼應諸多計算架構大師所說的 Domain-Specific Architecture (DSA);
* Cloud platforms: 對於雲端應用而言，使用者不會在意它是在哪種處理器與加速器上運作的;
* Open source software: 主要在於特定的軟體開發商因人力與成本而減少支援硬體的範圍，開放原始碼軟體這時能夠作為考慮方案。儘管無法消弭對硬體的相依性，但不像軟體開發商對硬體平台支援或不支援的要求;
- [作業](https://hackmd.io/s/SkJbKd1c7) (截止日: Oct 17)
* [dict](https://hackmd.io/s/B1Bq5Jat7), [review](https://hackmd.io/s/rywcBOy9Q), [list](https://hackmd.io/s/SyVPDd1cX)
- Week3 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/BkyQskjK7#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/fpLWdyDckGZSQAcC2)
* 第 4 週 (Oct 5): code review
- 回顧 [Homework1](https://hackmd.io/s/SkWIb_O_X), [Homework2](https://hackmd.io/s/rJwiDHGKQ)
- [作業](https://hackmd.io/s/r1Yp07Uqm) (截止日: Oct 21)
* [assessment](https://hackmd.io/s/HJ236XI57), [clang](https://hackmd.io/s/rk2uXEU57)
- Week4 隨堂測驗
* 上: [題目](https://hackmd.io/s/HyyxpJE5X) / [作答表單](https://goo.gl/forms/QUp3OrcmXCKzCjoZ2)
* 中: [題目](https://hackmd.io/s/Syl6me49Q) / [作答表單](https://goo.gl/forms/rwmVkXkeyjh5clLH3)
* 下: [題目](https://hackmd.io/s/By7Lwz4qm) / [作答表單](https://goo.gl/forms/DxB7xDm5GK5IgTQI3)
* 第 5 週 (Oct 12): CS:APP
* [CS:APP 第 2 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/rJoxSsiuG)
* [基於 C 語言標準研究與系統程式安全議題](https://hackmd.io/s/S15o_K3cQ)
* Week5 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/B1pWKvp97#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/8yHW8Z3gBBqpIPlz2)
* 第 6 週 (Oct 19): Code Review
* [CS:APP 第 2 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/rJoxSsiuG)
* [解讀計算機編碼](https://hackmd.io/s/rylUqXLsm)
* [從餘數運算到 RSA 加密演算](https://hackmd.io/s/SyBXfc8i7)
* Week6 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/S1azdiUiX#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/3DbVpeeksrWN2Zcm1)
* [作業](https://hackmd.io/s/S1CRTc8jX) (截止日: Oct 31)
- [bits](https://hackmd.io/s/r14wRqUjQ)
* 第 7 週 (Oct 26): 測驗 + 分組
* 填寫[分組表](https://hackmd.io/s/SydiC6Ism#)
* Week7 紙筆測驗: [題目](https://drive.google.com/open?id=1wnbLLZfTF2qBNUinmpIvmyJ3OGd0e2eG)
* 第 8 週 (Nov 2): 程式碼最佳化
* 為何你要掌握數學？即使 Linux 核心內部也大量可見: [從 CPU cache 一致性的角度看 Linux spinlock 的 non-scalable](https://hackmd.io/s/BJ8djgdnm)
* [CS:APP 第 5 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/SyL8m4Lnm)
* [CS:APP 第 4 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* 任務分配: [分組表](https://hackmd.io/s/SydiC6Ism)
* 第 9 週 (Nov 9): Computer Architecture
* 人工智慧涉及大量運算，和底層計算機結構及數值表示法高度相關: [Making floating point math highly efficient for AI hardware](https://code.fb.com/ai-research/floating-point-math/), [bfloat16 floating-point format](https://en.wikipedia.org/wiki/Bfloat16_floating-point_format)
* [CS:APP 第 5 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/SyL8m4Lnm)
* [CS:APP 第 4 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* Week9 隨堂測驗(上)： [題目](https://hackmd.io/s/BJ3iW7GaQ#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/VAotwuQB6XOYOmin1)
* 第 10 週 (Nov 16): Computer Architecture
* [CS:APP 第 4 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* Week9 隨堂測驗(中)： [題目](https://hackmd.io/s/SyEo8mMpm) / [作答表單](https://goo.gl/forms/ttcrNJs7boQ5r8RZ2)
* Week9 隨堂測驗(下)： [題目](https://hackmd.io/s/ryiEzUzTm) / [作答表單](https://goo.gl/forms/dJ8EjxkAAXwPk5ZG3)
* 第 11 週 (Nov 23): 分組討論
* 李飛飛教授的 TED 演說 [How we teach computers to understand pictures](https://www.youtube.com/watch?v=40riCqvRoMs)
- [ImageNet: A Large-Scale Hierarchical Image Database](http://www.image-net.org/papers/imagenet_cvpr09.pdf)
- [Now anyone can train Imagenet in 18 minutes](https://www.fast.ai/2018/08/10/fastai-diu-imagenet/)
* [分組討論](https://hackmd.io/s/SydiC6Ism)
* [CS:APP 第 4 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* 第 12 週 (Nov 30): Machine Language
* [CS:APP 第 3 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/HJDRfVCFG)
* [分組討論](https://hackmd.io/s/SydiC6Ism)
* Week12 隨堂測驗：[題目](https://hackmd.io/s/ByYwBWCC7) / [作答表單](https://goo.gl/forms/hfW7FhT04E9aeSpy2)
* 第 13 週 (Dec 7): Memory Hierarchy
* [CS:APP 第 6 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1vQ3vu2z)
* Week13 隨堂測驗：[題目](https://hackmd.io/s/SyE-NHvyE#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/8ll7n4xsVQEQtGx32)
* 第 14 週 (Dec 14): Memory Hierarchy
* 2018 年 11 月 16 日新版國際單位制通過，新的公斤定義將改以物理學的普朗克常數為標準 (WTF?!)
* 世界上所有的測量結果都可以追溯到「國際單位制」(Système International d'Unités；SI Units)
* 國際單位制以七個基本單位為基礎，並由此推導出各種可相互換算的測量單位。多年來，測量的定義 —— 安培(ampere)、燭光(candela)、克耳文(kelvin)、公斤(kilogram)、公尺(meter)、莫耳(mole)以及秒(second) —— 都已重新定義
* 質量測量的標準源於存放在法國巴黎近郊國際度量衡局的單一物件 —— 國際公斤原器 (IPK)，自 1884 年被鑄造成為公斤的標準以來一直存放在此，[有什麼問題呢？](https://www.eettaiwan.com/news/article/20181123NT01-The-Kilogram-Has-a-New-Definition)
- 根據近年的量測顯示，IPK 重量已減少約 50 微克
- 經過全球國家度量機構數十年的討論和研究，決定捨棄實體的 IPK，改以普朗克常數重新定義公斤單位，其定義比 IPK 至少穩定 100 萬倍
* video: [公斤是如何重新定義？](https://www.youtube.com/watch?v=E-IBVXNHyKc)
- 目前的公斤質量是指以地心引力施加特定的力，修訂後的定義改用電磁力取代機械力進行測量
- 未來改以基布爾秤（Kibble balance）測量，後者以電磁力精準量測物體質量，可測量出多少電流產生的電磁力，才等同於作用在給定質量上的力。
* [CS:APP 第 6 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1vQ3vu2z)
* [分組討論](https://hackmd.io/s/SydiC6Ism)
* 第 15 週 (Dec 21): Virtual Memory
* [CS:APP 第 9 章重點提示](https://hackmd.io/s/SkCLi8YgN)
* Week15 隨堂測驗： [題目](https://hackmd.io/s/HkhzU3KeV) / [作答表單](https://goo.gl/forms/HofqIsNureFFXc283)
* 第 16 週 (Dec 28): Virtual Memory + 傅立葉分析
* 公告:
- 本學期最後一次上課時間為 2019 年 1 月 11 日;
- 分組報告應在 2019 年 1 月 18 日前更新共筆並準備解說錄影 (放在 YouTube 上，設定為公開存取以利評分)，預計 1 月 20 日遞交學期評分
* [CS:APP 第 9 章重點提示](https://hackmd.io/s/SkCLi8YgN)
* [圖解傅立葉分析](https://hackmd.io/s/S1M6kQgiZ)
* [CS:APP Assign5.18](https://hackmd.io/s/rkdzvWJTX)
* [分組討論](https://hackmd.io/s/SydiC6Ism)
* 第 17 週 (Jan 4): I/O + TCP/IP + sockets
* [在網頁瀏覽器裡頭執行 MS-DOS 和毀滅戰士遊戲](https://js-dos.com/DOOM/)
- [HackerNews 討論](https://news.ycombinator.com/item?id=18817278)
- [其他示範](https://github.com/kripken/emscripten/wiki/Porting-Examples-and-Demos)
* [CS:APP 第 10 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1TtmVTTz)
* [CS:APP 第 11 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByPlLNaTG)
* Week17 隨堂測驗
* 上：[題目](https://hackmd.io/s/Byt68jObE#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/p1W1FL89GIS6TaAB2)
* 下：[題目](https://hackmd.io/s/r1nwUX3Z4#) / [作答表單](https://goo.gl/forms/hvRhu9PzsCZU5eZr1)
* 第 18 週 (Jan 11): Concurrency + 課程回顧
* [隱藏的傅立葉分析](https://hackmd.io/s/S1jR0mHfN)
* [簡單的 FizzBuzz 藏有深度 (Google 面試題)](https://medium.com/@william456821/%E7%B0%A1%E5%96%AE%E7%9A%84-fizzbuzz-%E8%97%8F%E6%9C%89-%E6%B7%B1%E5%BA%A6-google-%E9%9D%A2%E8%A9%A6%E9%A1%8C-f5e66e3a97be)
* [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
* Linux: [多核處理器和 spinlock](https://hackmd.io/s/rJbXgzz-4), [RCU 同步機制](https://hackmd.io/s/H19V4eyfV)
作業系統設計與實作 (Spring 2018)
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* 第 1 週 (Feb 27): 誠實面對自己
- [課程簡介和注意須知](https://docs.google.com/presentation/d/143asQtaklIxV_3PGZ1EIM_2DrFfOX7Qblt9xZorQXYg/edit?usp=sharing)
* [錄影解說](https://www.youtube.com/watch?v=XXiPPUzld84)
- [Bit-wise operations](https://hackmd.io/s/HkMAwkzdf)
- [CS:APP 學習指引 (1)](https://hackmd.io/s/SJ7V-qikG)
- 歷屆修課學生心得: [張家榮](/User/JaredCJR), [陳品睿](/User/ggary9424), [蕭奕凱](/User/Veck)
- [GNU/Linux 開發工具共筆](https://hackmd.io/c/rJKbX1pFZ): 務必 自主 學習 Linux 操作, Git, HackMD, LaTeX 語法 (特別是數學式), GNU make, perf, gnuplot
- [作業](https://hackmd.io/s/SJONH8fuz) (截止日: Mar 12)
* [phonebook](https://hackmd.io/s/SykZ8IMOf), [因為自動飲料機而延畢的那一年](http://opass.logdown.com/posts/1273243-the-story-of-auto-beverage-machine-1) (記錄心得和啟發)
* 課後學習: [你所不知道的C語言：數值系統篇](https://hackmd.io/s/BkRKhQGae), [你所不知道的C語言：指標篇](https://hackmd.io/s/HyBPr9WGl), [你所不知道的C語言：遞迴呼叫篇](https://hackmd.io/s/rJ8BOjGGl)
- [課程基本資料表單](https://goo.gl/forms/0ImbCMH1VMG0jyKg2)
- Week1 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/rJh9U4Guf) / [作答表單](https://goo.gl/forms/alrwn5w6WT0VHfeM2)
* 第 2 週 (Mar 6): 數值系統
* [CS:APP 第 2 章重點提示和練習](https://hackmd.io/s/rJoxSsiuG)
- 冼鏡光教授的 [使用浮點數最最基本的觀念](http://blog.dcview.com/article.php?a=Az0HYgNrBDU%3D)
* [Bitwise Algorithms](https://www.geeksforgeeks.org/bitwise-algorithms/), [bit-reverse](https://hackmd.io/s/ByzoiggIb), [multiplier](https://hackmd.io/s/r1Z_zPx8-)
* [Git commit message 撰寫和改進](https://hackmd.io/s/HJQk5dt2x)
* Week2 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/SJO5LN9_M) / [作答表單](https://goo.gl/forms/6IgybKUv8hcn0P9y1)
* 第 3 週 (Mar 13): 數值運算
* [從根號 2 的運算談浮點數](https://hackmd.io/s/ryOLwrVtz)
+ 對應 [CS:APP 3/e](http://csapp.cs.cmu.edu/) 的 **2.3.6** (Page 70-74), **2.4.5** (Page 85-87)
* [Code Review Guidelines](https://engineeringblog.yelp.com/2017/11/code-review-guidelines.html), Jonathan Maltz, Software Engineer at Yelp
* [你所不知道的C語言: linked list 和非連續記憶體操作](https://hackmd.io/s/SkE33UTHf)
* 千萬不要小看 [Linux 核心的 linked list 實作](https://github.com/torvalds/linux/blob/master/include/linux/list.h) (不到 800 行)，很多人下載 Linux 核心程式碼後，就急著閱讀 `kernel/` 和 `drivers/` 目錄，沒多久就被各種「偉大」的程式碼嚇跑
+ 這些人不懂 C 語言和掌握 Linux 核心的設計概念
+ 無法掌握關鍵資料結構，如 linked list
* [作業](https://hackmd.io/s/BykAwRuKz): (截止日: Mar 27)
+ [introspect](https://hackmd.io/s/SJvojkBtG), [assessment](https://hackmd.io/s/BJ0v7eBFz)
+ 課後預習: [現代處理器設計：原理和關鍵特徵](https://hackmd.io/s/Hk2CscGcl), [現代處理器設計: Cache 原理和實際影響](https://hackmd.io/s/HkW3Dr1Rb)
* Week3 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/SknkEfVFf) / [作答表單](https://goo.gl/forms/0b4FW4RhOCU46ldK2)
* 第 4 週 (Mar 20): 協同開發和計算機結構
* 公告:
+ Apr 3 配合校際活動週暫時實體授課，當天用 YouTube 補課，當週也會有對應的作業，請留意
+ 每週二 19:30 安排在資訊系舊館一樓 4217 室 (系圖書館) 一對一討論
* Video: [George Dyson: The birth of the computer](https://www.ted.com/talks/george_dyson_at_the_birth_of_the_computer) (有中文字幕，但品質不佳，之後會重新翻譯)
* Git commits 案例探討: [dcurl](https://github.com/chenwei-tw/dcurl) // [趣聞](https://www.facebook.com/photo.php?fbid=10156207653132389&set=a.484920257388.262658.541762388)
+ [SITCON 2018 簡報](https://www.slideshare.net/ChenWei15/sitcon2018-analysis-and-improvement-of-iota-pow-implementation)
+ [reddit 討論](https://www.reddit.com/r/Iota/comments/85bxsv/dcurl_multithreaded_curl_implementation/)
+ 指導原則: [Commit Often, Perfect Later, Publish Once](https://sethrobertson.github.io/GitBestPractices/)
* [CS:APP 第 3 章重點提示](https://hackmd.io/s/HJDRfVCFG)
* [CS:APP 第 4 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* 回顧 [Homework1](https://hackmd.io/s/SJONH8fuz) 和 [Homework2](https://hackmd.io/s/BykAwRuKz)
* [作業](https://hackmd.io/s/BykAwRuKz): (截止日: Apr 2)
+ [prefix-search](https://hackmd.io/s/ByFWoR_tz)
* Week4 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/SyK-WApKM) / [作答表單](https://goo.gl/forms/sL1irdTNE3Oj9QLw2)
* 第 5 週 (Mar 27): 計算機結構
* [CS:APP 第 4 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByKFm4CFz)
* 課後預習: [手機裡頭的 ARM 處理器](https://beta.hackfoldr.org/arm/) 的「系列講座導論」、「架構和指令集」和「基礎指令和開發環境」
* Week5 隨堂測驗:
* 上：[題目](https://hackmd.io/s/SynmEVIqG) / [作答表單](https://goo.gl/forms/EurRIrnorTrDq86A3)
* 中：[題目](https://hackmd.io/s/HkQjgqI5G) / [作答表單](https://goo.gl/forms/7KlPfjP1cH2U6apf2)
* 下：[題目](https://hackmd.io/s/Sk30MXDqM) / [作答表單](https://goo.gl/forms/fYlDUFKo5mUsX5h52)
* 第 6 周 (Apr 3): 停課一次 + 自學
* [作業](https://hackmd.io/s/S1iCyyziG) (截止日: Apr 24)
- [list](https://hackmd.io/s/HkxZbJzif)
- [c-review](https://hackmd.io/s/ByDzIZzjf)
* 第 7 週 (Apr 10): 學習檢討
* [測驗題](https://drive.google.com/open?id=1jp3nXj6Jy2JXZhHNwapn0FDFUSqwT2iZ) / [參考解答](https://drive.google.com/open?id=1XJSbR7gD7Q_QwXaC1YBKUIcctyux4_QF)
* 回顧 [Homework2](https://hackmd.io/s/BykAwRuKz)
* 延伸閱讀:
- [Minimum average and bounded worst-case routing lookup time](http://klamath.stanford.edu/~pankaj/thesis/chapter3.pdf)
- [Binary Search Is a Pathological Case for Caches](https://www.pvk.ca/Blog/2012/07/30/binary-search-is-a-pathological-case-for-caches/)
* 第 8 週 (Apr 17): Memory hierarchy
* [淺談 Microkernel 設計和真實世界中的應用](https://hackmd.io/s/SJ55y7fR)
* [Effect of CPU caches](https://medium.com/@minimarcel/effect-of-cpu-caches-57db81490a7f)
* [CPU caches](https://lwn.net/Articles/252125/) by Ulrich Drepper (前任 GNU glibc 維護人)
- 「[有沒有 glibc 的八卦？](https://news.ycombinator.com/item?id=7953771)」: 比較 Linus Torvalds (Linux 核心) 和 Ulrich Drepper (glibc) 管理風格的差異，不能把開放原始碼專案當作「單一文化」看待
* [software pipelining](https://hackmd.io/s/BJWcEb3xM), [現代處理器設計: Cache 原理和實際影響](https://hackmd.io/s/HkW3Dr1Rb)
* Week8 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/Hknr4Rx3z) / [作答表單](https://goo.gl/forms/UtKuFEgEcKEBhL2l1)
* 填寫 [分組表](https://hackmd.io/MDIXcaHRTTK-SpAHLNYGTQ)
* 第 9 週 (Apr 24): Memory hierarchy + Virtual Memory
* [CPU caches](https://lwn.net/Articles/252125/) by Ulrich Drepper
* [CS:APP 第 6 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1vQ3vu2z)
* intrusive vs. non-intrusive data structure
- [intrusive/non-intrusive data collection](https://medium.com/fcamels-notes/intrusive-non-intrusive-data-collection-2b937f3c0c0b)
- 示範: [intrusive-ds](https://github.com/sysprog21/intrusive-ds)
- [Intrusive Lists in Doom 3](https://gpfault.net/posts/intrusive-lists-doom3.txt.html)
- [DOOM 3 BFG Technical Note](http://fabiensanglard.net/doom3_documentation/DOOM-3-BFG-Technical-Note.pdf) (Page 7-9)
* Week9 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/HyZ7mSn2f) / [作答表單](https://goo.gl/forms/Z0naLxHpaG9HriC12)
* 第 10 週 (May 1): Memory hierarchy + code review
* [CS:APP 第 6 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1vQ3vu2z)
* 檢視 [分組狀況](https://hackmd.io/MDIXcaHRTTK-SpAHLNYGTQ)
* 回顧 [Homework2](https://hackmd.io/s/BykAwRuKz) 及 [Homework3](https://hackmd.io/s/S1iCyyziG)
* 預習: [淺談 Semaphore 與 Mutex](https://drive.google.com/file/d/0B-q4G2qfuMOGaDhiSlF1YzBURkU/view)
* 錄影: [淺談 Semaphore 與 Mutex](https://www.youtube.com/watch?v=JEXwO_EoyZo)
* [練習題](https://docs.google.com/document/d/1HYrW8gzn87ekAhntmrr5Dd00PN0WuRLblxFqvuNlUNg/edit#heading=h.jj4ulvjrppuw)
* 第 11 週 (May 8)
* Linux 原始程式碼總是充斥大量背景知識
+ [Variable-length arrays and the max() mess](https://lwn.net/Articles/749064/)
+ [The joy of max()](https://lwn.net/Articles/750306/)
+ [__is_constexpr](https://qiita.com/tomabou/items/a3d2b7436b3c7da8fc9f)
* [CS:APP 3/e 第 10 章重點提示](https://hackmd.io/s/H1TtmVTTz)
* [CS:APP 3/e 第 11 章重點提示](https://hackmd.io/s/ByPlLNaTG)
* Synchronization: 搭配學習 [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix) (有錄影)
* Week11 隨堂測驗:
+ [題目(上)](https://hackmd.io/s/r1zL9gnaf) / [作答表單](https://goo.gl/forms/CIto7U908L5K0UGz2)
+ [題目(下)](https://hackmd.io/s/Hyo1gcC6M) / [作答表單](https://goo.gl/forms/ca2b4Qx9EZK6wuOT2)
* 第 12 週 (May 15): 停課一次
* 第 13 週 (May 22): Linux 執行單元和同步機制
* [如何貢獻開源專案？](https://shinglyu.github.io/web/2018/05/12/how-to-contribute-to-open-source.html)
* [以 Linux 為分析對象](https://hackmd.io/s/B19wKV70x)
* Week13 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/HJV0SEW1Q) / [作答表單](https://goo.gl/forms/JbFclzK4quwHkSyH3)
* 第 14 週 (May 29): Linux 執行單元和同步機制
* [以 Linux 為分析對象](https://hackmd.io/s/B19wKV70x)
* [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
* [Concurrency in glibc](https://sourceware.org/glibc/wiki/Concurrency)
* Week14 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/ByN53wcy7) / [作答表單](https://goo.gl/forms/ReDP1Oy2KKSzbcwG3)
* 第 15 週 (Jun 5): Linux 執行單元和同步機制
* [5 bullet-points of IOTA Qubic](https://www.tangleblog.com/2018/06/04/five-bullet-points-of-iota-qubic-and-its-insane-implications-and-consequences-interpreted/)
* [以 Linux 為分析對象](https://hackmd.io/s/B19wKV70x)
* [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
* [C11 atomic variables and the kernel](https://lwn.net/Articles/586838/) / [Linux Documentation: Circular Buffers](https://www.kernel.org/doc/Documentation/circular-buffers.txt)
* [Toward a Better Use of C11 Atomics: Part 1](https://developers.redhat.com/blog/2016/01/14/toward-a-better-use-of-c11-atomics-part-1/), [Part 2](https://developers.redhat.com/blog/2016/01/19/toward-a-better-use-of-c11-atomics-part-2/)
+ [Part 1: Mutex Locks](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-1:-Mutex-Locks)
+ [Part 2: Counting Semaphores](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-2:-Counting-Semaphores)
+ [Part 3: Working with Mutexes And Semaphores](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-3:-Working-with-Mutexes-And-Semaphores)
+ [Part 4: The Critical Section Problem](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-4:-The-Critical-Section-Problem)
+ [Part 5: Condition Variables](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-5:-Condition-Variables)
+ [Part 6: Implementing a barrier](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-6:-Implementing-a-barrier)
+ [Part 7: The Reader Writer Problem](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-7:-The-Reader-Writer-Problem)
+ [Part 8: Ring Buffer Example](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-8:-Ring-Buffer-Example)
+ [Part 9: Synchronization Across Processes](https://github.com/angrave/SystemProgramming/wiki/Synchronization,-Part-9:-Synchronization-Across-Processes)
* Week15 隨堂測驗: [題目](https://hackmd.io/s/HyQnpsXgX) / [作答表單](https://goo.gl/forms/YuBqt5R8x0WKAr1s2)
* 第 16 週 (Jun 12): Linux 排程
- 公告: 及早預約補考和一對一討論，發訊息到 [jserv 與他愉快的小夥伴](https://www.facebook.com/JservFans/)
+ 6 月 12 日 19:30- (在資訊系舊館一樓 4216)
- [Introduction to Kernel Programming](https://www.slideshare.net/linuxawy/introduction-to-kernel-programming)
- [Effectively Measure and Reduce Kernel Latency for Real-time Constraints](https://elinux.org/images/a/a9/ELC2017-_Effectively_Measure_and_Reduce_Kernel_Latencies_for_Real-time_Constraints_%281%29.pdf)
- [Linux Locking Mechanisms](https://www.slideshare.net/kerneltlv/linux-locking-mechanisms)
- [Deterministic Memory Allocation For Mission Critical Linux](http://schd.ws/hosted_files/ossna2017/cf/Deterministic%20Memory%20Allocation%20for%20Mission-Critical%20Linux.pdf)
- Week16 隨堂測驗: [作答表單](https://goo.gl/forms/et8kheitDF62rG153)
* 第 17 週 (Jun 19): 課程回顧
* [分組報告](https://hackmd.io/MDIXcaHRTTK-SpAHLNYGTQ)
* [區塊鏈發展資源](https://hackmd.io/c/rkpoORY4W) / [6 月 21 日在成大資訊系: 藏身在區塊鏈的特製程式語言執行環境](https://www.facebook.com/JservFans/photos/a.743333619126308.1073741828.638604962932508/1552722364854092/)
* video: [為什麼要學數學？](https://www.youtube.com/watch?v=9uqq2ottHnw)
- [倖存者偏差](https://en.wikipedia.org/wiki/Survivorship_bias): 只考慮到偏頗的統計數據
- 用線性思維來思考所有事物導致的謬誤
- 黑天鵝事件
- 萬物都有對應的數學模型，而掌握數學就是掌握一種認知的工具，得以更清晰地認識世界
進階電腦系統理論與實作 (Fall 2017)
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* 第 1 週 (Sep 22): 誠實面對自己
- [課程簡介和注意須知](https://docs.google.com/presentation/d/1-6ZlaL3vd-a54omTpcTQPudbpxz-eqisyd7PY4e_Ctc/edit#)
- 注意: 第 2 週安排測驗，請準時參加。參考 [春季班考題](https://drive.google.com/file/d/0B2k5UNgAENkrSlBsOUJIQTNqQ0k/view?usp=sharing)
- 近期活動: [矽谷工作經驗談](https://headtoengineer.kktix.cc/events/7c90b8a0-5a5191-9487), [協助準備研究所推薦甄試和撰寫推薦信](https://www.facebook.com/JservFans/posts/1283913268401671)
- [21 世紀的系統軟體](https://hackmd.io/s/H1oxJ0Wo-): 「需求」層次: 正確 → 安全 → 可讀 → 優雅 → 利他; Benchmark / Profiling; 運算模式的巨變; Deep Learning 背後的資訊建設
- [軟體缺失導致的危害](https://hackmd.io/s/B1eo44C1-)
- [GNU/Linux 開發工具共筆](https://hackmd.io/c/rJKbX1pFZ): 務必 *自主* 學習 Linux 操作, Git, HackMD, LaTeX 語法 (特別是數學式), GNU make, perf, gnuplot
- [重新理解數值](https://hackmd.io/s/BkRKhQGae): 2 進位, 3 進位 (?!), 數值表達方式和阿貝爾群, integer overflow; 邏輯和算術的差異; 運用 bit-wise operator; 算術和數位邏輯的關聯
* 對應 [CS:APP3e](http://csapp.cs.cmu.edu/) 的第 2 章: 2.3 整數運算, 2.4.2 IEEE 浮點數表示, 2.4.5 浮點運算
- [Programming Small](https://hackmd.io/s/SkfffA-jZ): 對應 [CS:APP3e](http://csapp.cs.cmu.edu/) 的第 5 章: 5.13 效能提高技術
* 案例探討: [bit-reverse](https://hackmd.io/s/ByzoiggIb)
* 案例探討: [multiplier](https://hackmd.io/s/r1Z_zPx8-)
- [2017 年秋季作業說明](https://hackmd.io/s/B17yi6WoW)
- 選修/旁聽的學生請協助填寫 [課程表單](https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLScf9CcJ3_ETZQ8CJvE970Q1bSKUisKxdg8C5k-DTqFwoBLbsQ/viewform)
- [作業](https://hackmd.io/s/HyxQTaZj-) (截止日: Oct 8)
* [ternary](https://hackmd.io/s/Sym0UAk9Z), [phonebook](https://hackmd.io/s/HJJUmdXsZ), [clz](https://hackmd.io/s/Hyl9-PrjW)
- 歷屆修課學生心得: [張家榮](/User/JaredCJR), [陳品睿](/User/ggary9424), [蕭奕凱](/User/Veck)
* 第 2 週 (Sep 29): 期初測驗
- 時間: 09:10-14:10 (可中途離席，不要在電腦教室飲食)
- 總分 300 分，全部是程式設計題目 (主要用 C 語言)，只要能得 60 分以上，就具備本學期課程所需要的基礎
- [期初測驗試題](http://wiki.csie.ncku.edu.tw/sysprog/exam-2017fall.pdf)
* 第 3 週 (Oct 6): 計算機組織與結構
- [Computer Architecture](https://hackmd.io/s/H1sZHv4R) ([NOTE](https://hackmd.io/s/rkloHgHcx))
- [Modern Microprocessors (A 90-Minute Guide!) 重點提示和解說](https://hackmd.io/s/Hk2CscGcl)
* 錄影: [現代處理器原理和關鍵特徵 (上)](https://www.youtube.com/watch?v=9hNl8fWnHLI) / [現代處理器原理和關鍵特徵 (下)](https://www.youtube.com/watch?v=UHOvgmZNjXI)
* 對應 [CS:APP3e](http://csapp.cs.cmu.edu/) 的第 4 章
- [作業](https://hackmd.io/s/HkVvxOD2-) (截止日: Oct 16)
* [prefix-search](https://hackmd.io/s/Bki0g_P3Z), [software-pipelining](https://hackmd.io/s/S1eEa_w2b)
* 第 4 週 (Oct 13): Code Review
- [Homework 1 講評](https://hackmd.io/s/HyxQTaZj-)
* [Implementation of Binary Search on a Singly Linked List Using Dual Pointers](http://www.ijcsit.com/docs/Volume%205/vol5issue02/ijcsit20140502215.pdf)
* 對應 [CS:APP3e](http://csapp.cs.cmu.edu/) 的第 5 章: 5.6
- 作業: [introspect](https://hackmd.io/s/B1aMNkXa-) (截止日: Oct 26)
* 第 5 週 (Oct 20): Code Review
- 複習統計學: 交通大學開放課程: [統計學(一)](http://ocw.nctu.edu.tw/course_detail.php?bgid=3&gid=0&nid=277) / [統計學(二)](http://ocw.nctu.edu.tw/course_detail.php?bgid=3&gid=0&nid=511)
* [一個群體參數的假說檢定](http://ocw.nctu.edu.tw/course/stat032/9.1.pdf)
- [Poisson distribution](http://www.agron.ntu.edu.tw/biostat/Poisson.html)
* video: [The Poisson Distribution: Mathematically Deriving the Mean and Variance](https://www.youtube.com/watch?v=65n_v92JZeE)
- [Homework 1 講評](https://hackmd.io/s/HyxQTaZj-) / [Homework 2 講評](https://hackmd.io/s/HkVvxOD2-)
* 第 6 週 (Oct 27): 現代處理器設計
- [第 1 週作業回顧](https://hackmd.io/s/H1crfllC-)
- [第 2 週作業回顧](https://hackmd.io/s/HJfSRge0Z)
- [現代處理器設計](https://beta.hackfoldr.org/cpu) (原理和關鍵特徵, cache 原理和多核心議題, 虛擬機器設計與實作)
* 對應 [CS:APP3e](http://csapp.cs.cmu.edu/) 的第 4 章
- [作業](https://hackmd.io/s/BJR9BTlRW) (截止日: Nov 9)
* [simulator](https://hackmd.io/s/BkQgqpe0Z)
* 第 7 週 (Nov 3): Blockchain & Sandboxing
- [Don Tapscott 闡述為何區塊鏈是改變現有生態的關鍵技術](https://www.ted.com/talks/don_tapscott_how_the_blockchain_is_changing_money_and_business) [有繁體中文字幕]
* Don Tapscott 著有 "Blockchain Revolution : How the Technology Behind Bitcon Is Changing Money, Business and the World" 一書，在這個時間點，區塊鏈 + 數位內容 + 共享經濟平台疊合的效應不容小覷，革命性地跳脫中間抽成和交易成本
- [How Merkle trees enable the decentralized Web](https://taravancil.com/blog/how-merkle-trees-enable-decentralized-web/)
- [虛擬機器設計與實作](https://hackmd.io/s/SkBsZoReb)
- [Dalvik Implementation](https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxudHVhbmRyb2lkMjAxNHxneDoxN2RmZjEyNDQ2YTg1MTli)
- [st9007a: simulator](https://hackmd.io/s/Hkf6pkPAb)
- [Ledger launches moxie-based secure VM technology for blockchain applications](http://moxielogic.org/blog/introducing-bolos.html)
- [加密貨幣硬體錢包公司 Ledger 與 Intel 合作, 將 SGX 技術整合進產品中](http://blockcast.it/2017/10/25/intel-partners-with-ledger-to-integrate-bitcoin-wallet-software-and-sgx-tech/)
- [jslinux](https://bellard.org/jslinux/)
- [第 2 週作業回顧](https://hackmd.io/s/HJfSRge0Z)
* 第 8 週 (Nov 10): Sandboxing & Formal Verification
- 注意: 請在 11:10AM 前完成 [分組登錄](https://hackmd.io/OwDghgTALGDGsFpYFZYDMFQEZoCYIE4UAGBSARmWCmWSmFwFMg==?view)
- 若你沒打算退選，請在 11 月 15 日前發信到 `<jserv.tw@gmail.com>`，標題是 `[sysprog] 你的姓名` (中間有空格)，說明以下:
* 自我評價前 8 週的學習狀況
* 導致學習進度落後的因素
* 預計補救的措施
- [隔離執行環境的建構與應用](https://hackmd.io/s/Hk9HLRbkf): 加密貨幣領域的系統軟體
* Trusted Execution Environment (TEE)
* Trusted Platform Module (TPM)
* Moxie 處理器架構
* Ledger 公司推出 BOLOS (Blockchain Open Ledger Operating System) 作為區塊鏈處理的作業系統
* Ledger 公司透過特製的 Moxie 虛擬機器，作為 TEE 的基礎
* Intel 的 Software Guard Extensions (SGX)
* 採用 Moxie 架構一來確保極小的處理器和 ISA 實作，二來又保證 GNU Toolchain 的支援
* 使用 GNU profiler 来提高程式碼執行速度
* 支援遠端除錯
- [形式化驗證](https://hackmd.io/s/H1xxp3pF0)
* [形式化驗證與 cbmc](https://hackmd.io/s/Hk4lYmzkf)
* [程式漏洞導致虛擬貨幣被駭客無限制提領](https://technews.tw/2016/06/21/etheriumdao-hack-that-cloud-get-unlimit-refund/)
* [DAO 遭駭事件](https://technews.tw/2016/06/21/etheriumdao-hack-that-cloud-get-unlimit-refund/)
- 詳情: [Analysis of the DAO exploit](http://hackingdistributed.com/2016/06/18/analysis-of-the-dao-exploit/), [The DAO, The Hack, The Soft Fork and The Hard Fork](https://www.cryptocompare.com/coins/guides/the-dao-the-hack-the-soft-fork-and-the-hard-fork/)
- [第 6 週作業回顧](https://hackmd.io/s/BJR9BTlRW)
- [作業](https://hackmd.io/s/rk7xxIGkf) (截止日: Nov 23)
* [sandbox](https://hackmd.io/s/BJpTWUM1f)
* 第 9 週 (Nov 17): CS:APP
- [CS:APP 學習指引 (1)](https://hackmd.io/s/SJ7V-qikG)
- [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
* 第 10 週 (Nov 24)
- 近期活動：[半導體製造的第一手資訊](https://headtoengineer.kktix.cc/events/7c90b8a0-5a5191-9487-copy-2)
- nand2tetris: 運用數位邏輯的概念，使用基本閘組出一台電腦
* [用十分鐘向 nand2tetris 學會設計處理器](https://www.slideshare.net/ccckmit/nand2tetris)
* [Shimon Schocken 的 TED 演說](https://www.ted.com/talks/shimon_schocken_the_self_organizing_computer_course?language=zh-tw)
- [CS:APP 學習指引 (1)](https://hackmd.io/s/SJ7V-qikG)
- [第 8 週作業回顧](https://hackmd.io/s/rk7xxIGkf)
* 第 11 週 (Dec 1): SPS IPC Drives 展覽，停課一次
* 第 12 週 (Dec 8): [分組報告](https://hackmd.io/s/rk7xxIGkf)
* 第 13 週 (Dec 15)
- [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
- [分組報告](https://hackmd.io/s/rk7xxIGkf)
* 第 14 週 (Dec 22):
- 荷蘭能源公司 ElaadNL 發布[使用 IOTA 的動畫](https://www.youtube.com/watch?v=81rXoSRIRSA)，很精緻又淺顯地探討分散式帳本技術在智慧充電的關鍵，特別是可靠的結算
* 第 15 週 (Dec 29):
- [Fog computing & P2P CDN](http://blog.hitripod.com/p2p-cdn-fog-computing/)
- [Web Ledger Protocol](https://w3c.github.io/web-ledger/): W3C 的草案，DLT 大範圍的落實
- [密碼貨幣與區塊鏈原理](http://www.math.sinica.edu.tw/www/file_upload/summer/crypt2017/data/2017/%E4%B8%8A%E8%AA%B2%E8%AC%9B%E7%BE%A9/[20170726][%E5%AF%86%E7%A2%BC%E8%B2%A8%E5%B9%A3%E8%88%87%E5%8D%80%E5%A1%8A%E9%8F%88%E5%8E%9F%E7%90%86].pdf) / [東京電力公司高層參訪成大 開啟交流第一步](http://news.secr.ncku.edu.tw/files/14-1054-173258,r81-1.php)
- [分組報告](https://hackmd.io/s/rk7xxIGkf)
- CS:APP Page 726 : 為何以下程式碼不能輸出 `Hello, world!` 呢？
```C
void *thread(void *vargp);
int main() {
pthread_t tid;
pthread_create(&tid, NULL, thread, NULL);
exit(0);
}
void *thread(void *vargp) {
sleep(1);
printf("Hello, world!\n");
return NULL;
}
```
* 第 16 週 (Jan 5):
- Virtual Memory: [Making Virtual Memory Fast](https://www.youtube.com/watch?v=uyrSn3qbZ8U), [TLB example](https://www.youtube.com/watch?v=95QpHJX55bM)
- [Kernel-memory-leaking Intel processor design flaw forces Linux, Windows redesign](https://www.theregister.co.uk/2018/01/02/intel_cpu_design_flaw/)
* [Reading privileged memory with a side-channel](https://googleprojectzero.blogspot.tw/2018/01/reading-privileged-memory-with-side.html), Project Zero, Google Inc.
* [KASLR is Dead: Long Live KASLR](https://gruss.cc/files/kaiser.pdf), TU Graz
* [Vulnerability of Speculative Processors to Cache Timing Side-Channel Mechanism](https://developer.arm.com/support/security-update), Arm
- Twitter 上的討論
* [Reactions to Meltdown and Spectre exploits](https://twitter.com/CommitStrip/status/948985234837639169)
* ["Exploiting Speculative Execution via Javascript" is possibly one of the most terrifying lines of text I've ever seen, especially since this implies DUMPING KERNEL MEMORY from JAVASCRIPT.](https://twitter.com/blackhole0173/status/948687448053182464)
* [P5 microarchitecture. That means ORIGINAL PENTIUM, not PENTIUM PRO, which is P6. Pentium II and later are all P6 CPUs, and are vulnerable.](https://twitter.com/Foone/status/948634015090728960)
* [Using #Meltdown to steal passwords in real time](https://twitter.com/misc0110/status/948706387491786752)
* [not an Intel problem but an entire chipmaker design problem](https://twitter.com/nicoleperlroth/status/948684376249962496)
* 第 17 週 (Jan 12):
* [Meltdown 的攻擊方式](https://blog.gslin.org/archives/2018/01/07/8030/), [Meltdown 與 Spectre 都有用到的 FLUSH+RELOAD](https://blog.gslin.org/archives/2018/01/05/8028/)
* [Why Raspberry Pi isn't Vulnerable to Spectre or Meldown](https://www.raspberrypi.org/blog/why-raspberry-pi-isnt-vulnerable-to-spectre-or-meltdown/)
* 延伸閱讀:
- [The Last MileAn Empirical Study of Timing Channels on seL4](http://research.davidcock.fastmail.fm/papers/Cock_GMH_14.pdf)
- Speculative execution considered harmful in 1995: "Prefetching may fetch otherwise inaccesible instructions in Virtual 8086 mode.": [source](https://pdfs.semanticscholar.org/2209/42809262c17b6631c0f6536c91aaf7756857.pdf)
```C
#include <stdint.h>
#define MAGIC1 0x100
#define MAGIC2 "\0\xff"
#define IS_XXX (*(uint16_t *) MAGIC2 < MAGIC1)
```
- Quiz: [Bubble sort in ARM assembly](https://github.com/jserv/bubble-sort-arm)
作業系統設計與實作 (Spring 2017)
------------------------------------------------------
* 第 1 週 (Feb 21): 誠實面對自己：不是這門課程很操，是你過去欺騙了自己 ([第 1 週課程錄影](https://www.youtube.com/watch?v=XXiPPUzld84))
- [課程簡介和注意須知](https://docs.google.com/presentation/d/1eztX6zH26fTaGS5_c4nydp1rE-7UNzhzkx4EPn26B9c/edit#slide=id.p)
- [21 世紀的系統軟體](https://hackmd.io/s/BkeL-hLtg): 「需求」層次: 正確 → 安全 → 可讀 → 優雅 → 利他; Benchmark / Profiling; 運算模式的巨變; Deep Learning 背後的資訊建設: GPU; 軟體品質和安全議題
- [重新理解數值](https://hackmd.io/s/Hy-pTh8Fl): integer overflow; 邏輯和算術的差異; 運用 bit-wise operator; Count Leading Zero
- [Programming Small](https://hackmd.io/s/HkO2ZpIYe)
- [2017 年春季作業說明](https://hackmd.io/s/Bk-1zqIte)
- [課程表單](https://goo.gl/forms/jOIG9QDK3QtUE7Xh2) / 推薦閱讀: [因為自動飲料機而延畢的那一年](http://opass.logdown.com/posts/1273243-the-story-of-auto-beverage-machine-1)
- [期初測驗](https://drive.google.com/file/d/0B2k5UNgAENkrSlBsOUJIQTNqQ0k/view?usp=sharing)
- [作業](https://hackmd.io/s/Hy2rieDYe) (截止日: Mar 4)
* [phonebook](https://hackmd.io/s/rJYD4UPKe), [raytracing](https://hackmd.io/s/HyuBWDwYl), [compute-pi](https://hackmd.io/s/HkiJpDPtx), [clz](https://hackmd.io/s/ry1u0uDFg)
* 第 2 週 (Feb 28): 重新理解電腦結構
- [Computer Architecture](https://hackmd.io/s/H1sZHv4R) ([NOTE](https://hackmd.io/s/rkloHgHcx))
- [Modern Microprocessors A 90 Minute Guide!](http://www.lighterra.com/papers/modernmicroprocessors/) (必讀)
* [重點提示和解說](https://hackmd.io/s/Hk2CscGcl)
- 作業 (截止日: Mar 11)
* [introspect](https://hackmd.io/s/SyFpOZQqx)
* 第 3 週 (Mar 7): 效能改善，從掌握計算機組織開始
- [SIMD Programming Introduction](https://goo.gl/Rc8xPE)
- [在計算機裡頭實踐演算法](https://hackmd.io/s/HyKtIPN0)
- [論文 When Prefetching Works, When It Doesn’t, and Why 重點提示和解說](https://hackmd.io/s/HJtfT3icx)
- [Code Review: Homework1](https://hackmd.io/OwYwjALARiDMCGBaAbMZAzRECmykA4p8RFsQIx1UAGWATmiA)
- [作業](https://hackmd.io/s/HkYlSCJil) (截止日: Mar 20)
* [software-pipelining](https://hackmd.io/s/rks62p1sl)
* 第 4 周 (Mar 14): 開發工具和並行程式設計
- 近期活動: [前往新加坡工作的第一手資訊](https://www.facebook.com/JservFans/posts/1119413731518293), [手機裡的 ARM 處理器: 系列講座導論](https://www.facebook.com/events/431100433897526/)
- [C 語言演化背景和編譯器原理](https://hackmd.io/s/rkjxY6Vjx)
- [第 1 週作業回顧](https://hackmd.io/s/BkCe3bSox)
- [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
- [測驗](https://hackmd.io/s/H1LYz4Box) / [測驗上傳區](https://hackmd.io/s/HyGmSNrie)
- [作業](https://hackmd.io/s/r1lxtzpOig) (截止日: Mar 27)
* [phonebook-concurrent](https://hackmd.io/s/rkOExTOoe), [mergesort-concurrent](https://hackmd.io/s/B1xV_p_jl), [microarch](https://hackmd.io/s/r1Olsp_og)
* 第 5 周 (Mar 21): 並行程式設計
- 近期活動: [手機裡的 ARM 處理器: 架構和指令集](https://www.facebook.com/events/1913208585629605/), [作業系統概念: Concurrency 程式設計篇 (2)](https://www.facebook.com/events/428684527477530/)
- [第 3 週作業回顧](https://hackmd.io/s/HkbFAHRjl)
- [C 語言程式設計技巧](https://hackmd.io/s/HyIdoLnjl)
- 案例分析: [Linaro Cortex String benchmark for ARMv8](https://wiki.linaro.org/WorkingGroups/Kernel/ARMv8/cortex-strings)
* [ssvb/tinymembench](https://github.com/ssvb/tinymembench); [hglm/test-arm-kernel-memcpy](https://github.com/hglm/test-arm-kernel-memcpy)
- [inline assembly 中文解說](https://hackmd.io/s/S1-0Ymqsg)
- [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
- 預習: [手機裡的 ARM 處理器](https://beta.hackfoldr.org/arm)
- [作業](https://hackmd.io/s/ryPKJUm2l) (截止日: Apr 8)
* [matrix](https://hackmd.io/s/rkrrpHm2e)
* 第 6 週 (3 月 28 日): Memory Model and Consistency
- 近期活動: [手機裡的 ARM 處理器: 基礎指令和開發環境](https://www.facebook.com/events/155293451659852/)
- [Toward Concurrency](https://hackmd.io/s/Skh_AaVix)
- [第 4 週作業回顧](https://hackmd.io/s/rkQajOPhx)
- 所見所聞: [再次經歷偉大的「1940 年代」](http://technews.tw/2017/03/22/its-the-1940s-again-ibms-scott-crowder-on-the-infancy-of-quantum-computers/); [99% 零組件 Made in Taiwan 的機器人](https://www.facebook.com/roboard.lab/posts/1359336907486389)
* 第 7 週 (4 月 4 日): 掃墓，停課一次
* 第 8 週 (4 月 11 日)
- [第 5 週作業回顧](https://www.facebook.com/groups/system.software2017/search/?query=week5)
- [做好研究作業系統的準備](https://hackmd.io/s/B19wKV70x)
- [2017 年春季班第一次分組表](https://hackmd.io/s/Hkxl2Zcpx)
* 第 9 週 (4 月 18 日)
- 近期活動: [新加坡求職座談會](https://www.facebook.com/JservFans/posts/1154886117971054)
- [不要忘記今晚看成大自製人造衛星的升空直播](https://www.facebook.com/groups/system.software2017/permalink/1371429726255726/)
* [為何資訊科技公司急欲發射人造衛星？](https://kknews.cc/tech/a9lgb6.html)
- [深入理解 CPU 和異質運算核心](https://mp.weixin.qq.com/s/ieNYIhGDmBqY_urmH7O3TA)
- [AI 晶片如何降低功耗？](https://zhuanlan.zhihu.com/p/25382177)
- ARM: [聯發科手機晶片面臨的挑戰](https://richard-rrb.blogspot.tw/2017/04/20173.html) / [手機裡的 ARM 處理器](https://beta.hackfoldr.org/arm) (有 8 份錄影)
- [以 Linux 為分析對象](https://hackmd.io/s/B19wKV70x)
- [案例分析: server-framework](https://hackmd.io/s/B1s8hX1yg)
* 第 10 週 (4 月 25 日)
- [2017 年春季班第一次分組表](https://hackmd.io/s/Hkxl2Zcpx)
* 第 11 週 (5 月 2 日)
- [2017 年春季班第二次分組表](https://hackmd.io/s/BJRio2rJb)
- Quiz: [Bubble sort in ARM assembly](https://github.com/jserv/bubble-sort-arm)
* 第 12 週 (5 月 9 日)
- [軟體缺失導致的危害](https://hackmd.io/s/B1eo44C1-)
- [淺談 Semaphore 與 Mutex](https://drive.google.com/file/d/0B-q4G2qfuMOGaDhiSlF1YzBURkU/view)
* 錄影: [淺談 Semaphore 與 Mutex](https://www.youtube.com/watch?v=JEXwO_EoyZo)
* [練習題](https://docs.google.com/document/d/1HYrW8gzn87ekAhntmrr5Dd00PN0WuRLblxFqvuNlUNg/edit#heading=h.jj4ulvjrppuw)
- [The Little Book of Semaphores](http://greenteapress.com/semaphores/LittleBookOfSemaphores.pdf)
- [以 Linux 為分析對象](https://hackmd.io/s/B19wKV70x)
* 第 13 週 (5 月 16 日)
- video: [Shimon Schocken 的電腦自修課程](https://www.ted.com/talks/shimon_schocken_the_self_organizing_computer_course?language=zh-tw)
- [2017q1 期初測驗提示](https://hackmd.io/s/S1DCzEOeZ)
* 第 14 週 (5 月 23 日)
- [2017 年春季班第二次分組表](https://hackmd.io/s/BJRio2rJb)
* 第 15 週 (5 月 30 日): 端午連續假期，停課
* 第 16 週 (6 月 6 日)
- 新聞: [成大、永豐銀行 成立Atelier Future未來智慧生活工場](http://web.ncku.edu.tw/files/13-1000-166724.php?Lang=zh-tw)
- Blockchain: [動畫](https://www.youtube.com/watch?v=6WG7D47tGb0), [The Blockchain and Us](https://www.youtube.com/watch?v=2iF73cybTBs), [技術簡介](https://www.slideshare.net/IBTSMG/blockchain-67620150), [市場分析](https://blogs.thomsonreuters.com/answerson/blockchain-technology-chain-reaction/)
- [2017 年春季班第二次分組表](https://hackmd.io/s/BJRio2rJb)
進階電腦系統理論與實作 (Fall 2016)
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* 第 1 週 (Sep 23): 誠實面對自己：不是這門課程很操，是你過去欺騙了自己
- [課程簡介和注意須知](https://docs.google.com/presentation/d/15F6sTm9WN6Efc5pjP8HkUVCfNbjqK859-7vYJy81kAc/edit#slide=id.p)
- [21 世紀的系統軟體](https://hackmd.io/s/r1srX7Za): 「需求」層次: 正確 → 安全 → 可讀 → 優雅 → 利他; Benchmark / Profiling; 運算模式的巨變; Deep Learning 背後的資訊建設: GPU; 軟體品質和安全議題
- [你所不知道的 C 語言](https://hackmd.io/@sysprog/c-prog/): 本週進度為「指標篇」和「物件導向程式設計篇」
- [重新理解數值](https://hackmd.io/s/SkKZBXZT): integer overflow; 邏輯和算術的差異; 運用 bit-wise operator; Count Leading Zero
- [Programming Small](https://hackmd.io/s/S1rbwmZ6): 在小處下功夫，不放棄整體改善的機會
- [本學期作業說明](https://hackmd.io/s/B1DmtJfT)
- [隨堂測驗](https://hackmd.io/s/r13u0Af6)
- [作業](https://hackmd.io/s/H1B7-hGp) (截止日: Sep 29)
* [phonebook](https://hackmd.io/s/S1RVdgza), [raytracing](https://hackmd.io/s/B1W5AWza), [compute-pi](https://hackmd.io/s/rJARexQT), [clz](https://hackmd.io/s/B1LHefQ6)
* [W1-QA](https://hackmd.io/s/Hka2UE8a) (只有選修課程的學生需要完成這項)
* 第 2 週 (Sep 30): 並行 + 演算法分析
- [第 1 週作業回顧](https://hackmd.io/s/HydMPmjT)
- [concurrency](https://hackmd.io/s/H10MXXoT): Concurrency (並行) vs. Parallelism (平行); POSIX Threads; Thread Pool; Lock-free Thread Pool; 對 Linked-List 排序; Producer-Consumer Problem
- [Algorithm Complexity Analysis](http://discrete.gr/complexity/)
- [隨堂測驗](https://goo.gl/forms/mGZvzTbCbJfBkgwr1): 題目: 將 [Linked List Bubble Sort](http://faculty.salina.k-state.edu/tim/CMST302/study_guide/topic7/bubble.html) 裡頭的排序演算法從 recursive bubble sort 更換為 recursive merge sort
- [作業](https://hackmd.io/s/HykJUcnT): (截止日: 08:00AM Oct 7)
* [introspect](https://hackmd.io/s/BkhIF92p), [phonebook-concurrent](https://hackmd.io/s/rJsgh0na)
* [W2-QA](https://hackmd.io/s/Sk29RMbC) (只有選修課程的學生需要完成這項)
* 第 3 週 (Oct 7): 重新理解電腦結構
- [第 2 週作業回顧](https://hackmd.io/s/HkUy3wVC)
- [Computer Architecture](https://hackmd.io/s/H1sZHv4R) ([NOTE](https://paper.dropbox.com/doc/Computer-Architecture-Notes-NfGP1aZt2pAkgTcFeiEmc))
- [Modern Microprocessors A 90 Minute Guide!](http://www.lighterra.com/papers/modernmicroprocessors/) (必讀)
- [SIMD Programming Introduction](https://goo.gl/Rc8xPE)
- [在計算機裡頭實踐演算法](https://hackmd.io/s/HyKtIPN0)
- [作業](https://hackmd.io/s/Sy-ch58A): (截止日: 08:00AM Oct 14)
* [mergesort-concurrent](https://hackmd.io/s/rJ-GWtJ0), [software-pipelining](https://hackmd.io/s/ry7eqDEC)
* [W3-QA](https://hackmd.io/s/r1M_l_NA) (只有選修課程的學生需要完成這項)
* 第 4 週 (Oct 14): 作業系統概念的實踐
- [2016 年秋季班分組表(第一次)](https://hackmd.io/CYMwbADAHATAhmAtAVmQRiQFjqxAjYTTRYePZGAYwE4BmSsGIA==?view)
- [灰姑娘真能穿玻璃鞋跳舞？工程師提出解答](http://archive.eettaiwan.com/www.eettaiwan.com/ART_8800676444_676964_NT_557e5885.HTM)
* 1697 年《鵝媽媽的故事》和 1812 年《格林童話》都提到灰姑娘，而灰姑娘穿什麼材質的玻璃鞋，能夠承受她的體重，讓她舒適地走路和跳舞？
- [第 3 週作業回顧](https://hackmd.io/s/S1Bj65p0)
- Operating System Concepts
- [案例探討: 強化 server-framework 效能](https://hackmd.io/s/rJFnrj6A)
- [隨堂測驗](https://goo.gl/forms/pDbtYxeoJHNvmBz32): [題目](https://hackmd.io/s/S1jWCna0)
- [作業](https://hackmd.io/s/Sy_O7uCA): (截止日: Oct 20)
* server-framework, 回顧既有的作業
* 第 5 週 (Oct 21): 為什麼你該理解編譯器
- [淺談 Microkernel 設計和真實世界中的應用](https://embedded2016.hackpad.com/-Microkernel--xeGzRmcbT20)
- [回顧 SIMD 和計算機組織](https://hackmd.io/BwFgnATArARgbFAtBOAGAjIkB2AhpsVAZiMXQBMJsJzUIAzIuAYyA===) + [案例分析:轉置矩陣](https://hackmd.io/s/ryTASBCT)
- [編譯器和最佳化原理](https://embedded2015.hackpad.com/C-DWAUb7NnQF0)
- [動態連結器](https://embedded2015.hackpad.com/C-VESe3UsncpM)
- [作業](https://hackmd.io/s/rk7H0Pw1g): (截止日: Oct 27; 下方擇一，並且 Week4 的專題要繼續作)
* [jit-compiler](https://hackmd.io/s/SJ7AZJv1e), [rubi](https://hackmd.io/s/SyWEhlDJx)
* 第 6 週 (Oct 28): 你所不知道的記憶體
- [回顧第一次分組成果](https://hackmd.io/s/rkKY7RJex)
- [2016 年秋季班分組表(第二次)](https://hackmd.io/s/r1-e1Jgll)
- [羅輯思維: 怎樣成為一個高手](https://www.youtube.com/watch?v=4JhlfRAzVKY): 從 12:08 開始
- [Memory Allocation](https://hackmd.io/s/B1SRlfeee)
- [How a Rogue Optimization Breaks C11 Memory Consistency](https://goo.gl/B68s9X)
- [DTrace for Linux 2016](http://www.brendangregg.com/blog/2016-10-27/dtrace-for-linux-2016.html): BPF tracing 是 Linux 效能分析最後一塊拼圖
* 第 7 週 (Nov 4) 數學總複習：線性代數, 離散數學, 機率統計
- [理解矩陣](http://www.52cs.org/?p=175), [從離散數學到數學文化](http://hkumath.hku.hk/~mks/20DiscrMath.pdf)
- [形式化驗證 / Formal verification](https://hackmd.io/s/H1xxp3pF0)
- [2016q3 Quiz](https://docs.google.com/document/d/1vGH8ZS7cP0DVjr6jeo91NCCNEXJmhDrzaY5qX0nDrG4/edit?usp=sharing)
* 第 8 週 (Nov 11): 校慶停課
* 第 9 週 (Nov 18) 第二次分組成果報告
- [學期評分須知](https://hackmd.io/s/rkfCYai-x)
- [新的專案題目](https://hackmd.io/s/Hy4g26jbg) (選擇性)
- [第二次分組成果回顧](https://hackmd.io/s/r1-e1Jgll)
