版本 fd72250caf2b4126da2589d84b367f62568df4ea
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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，這就是專門和學生互動的)
- 討論區: [https://www.facebook.com/groups/system.software2017/](https://www.facebook.com/groups/system.software2017/)
- 課程信箱: `<embedded.master2015@gmail.com>`
- [行事曆](https://calendar.google.com/calendar/embed?src=4mp6h7b77t2tqkveavtgqaple0%40group.calendar.google.com&ctz=Asia%2FTaipei): 可預約一對一討論
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，[春季班考題](https://drive.google.com/file/d/0B2k5UNgAENkrSlBsOUJIQTNqQ0k/view?usp=sharing)
- [GNU/Linux 開發工具共筆](https://hackmd.io/c/rJKbX1pFZ): 務必學習 Linux 操作, Git, HackMD, GNU make, perf, gnuplot
* 第 2 週 (Sep 29): 期初測驗
* 第 3 週 (Oct 6)
作業系統設計與實作 (Spring 2017)
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* 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](http://hackfoldr.org/arm)
```C
#include <stdint.h>
#define MAGIC1 0x100
#define MAGIC2 "\0\xff"
#define IS_XXX (*(uint16_t *) MAGIC2 < MAGIC1) // big-endian or little-endian?
```
- [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](http://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)
------------------------------------------------------
* 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](http://hackfoldr.org/dykc/): 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)
## Computer Systems: A Programmer's Perspective
* [CMU 官方網站](http://csapp.cs.cmu.edu/)
* 推薦閱讀: (和本課程高度相關)
- [Machine-Level Representation of Programs](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch3-preview.pdf)
- [Processor Architecture](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch4-preview.pdf)
- [Optimizing Program Performance](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch5-preview.pdf)
- [The Memory Hierarchy](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch6-preview.pdf)
- [Linking](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch7-preview.pdf)
- [Exceptional Control Flow](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch8-preview.pdf)
- [Virtual Memory](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch9-preview.pdf)
- [System-Level I/O](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch10-preview.pdf)
- [Concurrent Programming](http://csapp.cs.cmu.edu/2e/ch12-preview.pdf)
