37 理解CPU Cache（上）：“4毫秒”究竟值多少钱？在这一节内容开始之前，我们先来看一个 3 行的小程序。你可以猜一猜，这个程序里的循环 1 和循环2，运行所花费的时间会差多少？你可以先思考几分钟，然后再看我下面的解释。 int[] arr = new int[64 * 1024 * 1024]; // 循环 1 for (int i = 0; i <

38 高速缓存（下）：你确定你的数据更新了么？在我工作的十几年里，写了很多 Java 的程序。同时，我也面试过大量的 Java工程师。对于一些表示自己深入了解和擅长多线程的同学，我经常会问这样一个面试题：“ volatile 这个关键字有什么作用？ ”如果你或者你的朋友写过Java 程序，不妨来一起试着回答一下这个问题。 就我面试过的工程师而言，即使是工作了多年的 Java

39 MESI协议：如何让多核CPU的高速缓存保持一致？你平时用的电脑，应该都是多核的 CPU。多核 CPU 有很多好处，其中最重要的一个就是，它使得我们在不能提升 CPU 的主频之后，找到了另一种提升 CPU吞吐率的办法。 不知道上一讲的内容你还记得多少？上一节，我们讲到，多核 CPU 里的每一个 CPU 核，都有独立的属于自己的 L1 Cache 和 L2 Cache。多

40 理解内存（上）：虚拟内存和内存保护是什么？我们在专栏一开始说过，计算机有五大组成部分，分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。如果说计算机最重要的组件，是承担了运算器和控制器作用的CPU，那内存就是我们第二重要的组件了。内存是五大组成部分里面的存储器，我们的指令和数据，都需要先加载到内存里面，才会被 CPU 拿去执行。 专栏第 9讲，我们讲了程序装载到内存的

42 总线：计算机内部的高速公路专栏讲到现在，如果我再问你，计算机五大组成部分是什么，应该没有人不知道了吧？我们这一节要讲的内容，依然要围绕这五大部分，控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。 CPU 所代表的控制器和运算器，要和存储器，也就是我们的主内存，以及输入和输出设备进行通信。那问题来了，CPU从我们的键盘、鼠标接收输入信号，向显示器输出信号，这之间究竟是怎么通信

41 理解内存（下）：解析TLB和内存保护机器指令里面的内存地址都是虚拟内存地址。程序里面的每一个进程，都有一个属于自己的虚拟内存地址空间。我们可以通过地址转换来获得最终的实际物理地址。我们每一个指令都存放在内存里面，每一条数据都存放在内存里面。因此，“地址转换”是一个非常高频的动作，“地址转换”的性能就变得至关重要了。这就是我们今天要讲的第一个问题 ，也就是 性能问题 。

43 输入输出设备：我们并不是只能用灯泡显示“0”和“1”我们在前面的章节搭建了最简单的电路，在这里面，计算机的输入设备就是一个一个开关，输出设备呢，是一个一个灯泡。的确，早期发展的时候，计算机的核心是做“计算”。我们从“计算机”这个名字上也能看出这一点。不管是中文名字“计算机”，还是英文名字“Computer”，核心都是在”计算“这两个字上。不过，到了今天，这些“计算”的工

44 理解IO_WAIT：IO性能到底是怎么回事儿？在专栏一开始的时候，我和你说过，在计算机组成原理这门课里面，很多设计的核心思路，都来源于性能。在前面讲解 CPU 的时候，相信你已经有了切身的感受了。 大部分程序员开发的都是应用系统。在开发应用系统的时候，我们遇到的性能瓶颈大部分都在 I/O 上。在第 36讲讲解局部性原理的时候，我们一起看了通过把内存当作是缓存，

46 SSD硬盘（上）：如何完成性能优化的KPI？随着 3D 垂直封装技术和 QLC 技术的出现，今年的“618”，SSD 硬盘的价格进一步大跳水，趁着这个机会，我把自己电脑上的仓库盘，从 HDD 换成了SSD 硬盘。我的个人电脑彻底摆脱了机械硬盘。 随着智能手机的出现，互联网用户在 2008 年之后开始爆发性增长，大家在网上花的时间也越来越多。这也就意味着，隐藏在精美 Ap

45 机械硬盘：Google早期用过的“黑科技”在 1991 年，我刚接触计算机的时候，很多计算机还没有硬盘。整个操作系统都安装在 5 寸或者 3.5寸的软盘里。不过，很快大部分计算机都开始用上了直接安装在主板上的机械硬盘。到了今天，更早的软盘早已经被淘汰了。在个人电脑和服务器里，更晚出现的光盘也已经很少用了。 机械硬盘的生命力仍然非常顽强。无论是作为个人电脑的数据盘，还是在