看板 Soft_Job 關於我們 聯絡資訊
※ [本文轉錄自 Gossiping 看板 #1UeX4k_6 ] 作者: jserv (松鼠) 看板: Gossiping 標題: Re: [問卦] 精通數位邏輯對Coding有什麼幫助? 時間: Fri Apr 24 06:05:27 2020 ※ 引述《HankYang (密探X)》之銘言: : 餓死抬頭 : 不是說二進位、布林代數、邏輯閘等等那些超超超超基礎的東東 : 那些東東其他科目也會教 : 而是指正反器、循序邏輯電路、狀態機等等鬼東西 : 那些對Coding有什麼幫助呀嘻嘻嘻 : 有沒有八卦? 外頭雨勢好大,趁著等著雨勢減小才能吃早餐的空擋,嘗試簡單回覆。先講結論,網頁 伺服器背後的運作,跟數位邏輯有關,而且原始程式碼裡頭就寫了 (!) 原提問的推文下方,skaterboy13 提到: 「在這邊問這個做啥? 一堆裝懂的人 什麼都會說很基本」 的確,人人都可說「很基本」,但這樣的「基本」到底體現在何處呢?應是原發問者所 在意。我教計算機結構 [1],會對著學員說,數位邏輯很「基本」,畢竟現行的電腦即是 架構在一系列的組合邏輯電路之上。可是對於通用的程式設計有何幫助呢?特別是原發問 者所提的正反器 (Flip-flop, FF)、序向邏輯電路 (sequential logic circuit),及 狀態機等等「鬼東西」。或許這樣的質疑在不少人心裡都有,尤其抱持著「開發偉大的 程式」心態到了資訊工程系就讀的同學,發現電子電路、數位邏輯、微處理器等課程都是 必修,不免感嘆「踩到地雷」了。 「如果我們一定非要那鬼量子躍遷不可,那我後悔參與量子理論。」 -- 在愛因斯坦 等人發表題為「量子力學能完整地解釋實在性嗎?」的論文、反駁量子世界觀之後, 薛丁格提出「薛丁格的貓」(Schrodinger's cat) 的論文。 倘若量子力學是原子中的幽靈,那麼數位邏輯就是程式設計裡頭的幽靈 -- 是否能窺見、 是否「基本」,又能否給予你啟發,完全取決於你對於微觀世界的態度。 且讓我跳到開發高效率的網頁伺服器 (web server, 也稱 HTTP server 或 HTTP daemon, 後者的 "daemon" 原為惡魔之意,在 UNIX 的世界中引申爲常駐程式) 開發工作來討論, 再細談和數位邏輯的關聯。網頁伺服器這應該就符合原發問者對於程式設計的「程式」 標的物吧?但你有沒有想過,當你閱讀 NGINX [2] 一類高效率網頁伺服器的原始程式碼 時,會看到 Level-triggered 和 edge-triggered 等術語 -- 後兩者就是數位邏輯裡頭 正反器的術語,不是巧合,就是同個意思。 一時之間很難接受吧?以下摘錄自 NGINX Development guide [3]: > All such events operate in Edge-Triggered mode, meaning that they only > trigger notifications when the state of the socket changes. For example, > doing a partial read on a socket does not make nginx deliver a repeated read > notification until more data arrives on the socket. Even when the underlying > I/O notification mechanism is essentially Level-Triggered (poll, select etc), > nginx converts the notifications to Edge-Triggered. 這裡談及兩種工作模式: * Edge Triggered (ET, 邊緣觸發) _______________________ / (positive-edge trigger ___/ * Level Triggered (LT, 條件觸發) ____ (level trigger) | | ____| |____ ET 表示在狀態改變時才通知(例如: 在邊緣上從低電位到高電位),LT 表示在這個狀態 才通知(例如: 只要處於低電位就通知)。對應到上述的 NGINX 的網路通訊處理 (例如 socket),ET 指一旦有新資料就通知(狀態的改變),而 LT 是「只要有新資料」就會 持續通知,直到緩衝區的資料全數取出。 詳細的議題可參見 Linux 開發手冊關於 epoll [4] 的描述,我們不難發現,儘管網頁 伺服器是貨真價實的軟體,但裡頭術語和概念的展現,逃脫不了硬體給予隱喻和影響 (implication),我們學習數位邏輯就可強化對術語的認識,從而能夠和世界各地的高手 交流。 開發高效率的網頁伺服器免不了探討 I/O 事件模型,例如 blocking I/O vs. non-blocking I/O 和 synchronous I/O vs. asynchronous I/O,然後仔細觀察這些術語 和含義後,不難發現也都可對應到組合邏輯電路的概念,無論時序抑或訊號同步的議題。 再來是狀態機 (state machine)。由於在高效能伺服器開發中,我們引入 non-blocking I/O 後,整體程式開發的難度陡然上升,遇到到 blocking read 不曾遇到的問題:資料 可能分批送達,於是在通訊協定解析到一半時,read 就回傳 -1,所以我們必須將已讀到 的資料保存下來,並維護其狀態,以表示是否仍需要資料。例如解析 HTTP Request Header 時,讀到 GET /index.html HTT (注意:少一個 P) 就結束,在 blocking I/O 裡只要繼續 read 就可處理,但在 nonblocking I/O,我們必須維護這個狀態,下一次 必須讀到欠缺的 P 字元,否則 HTTP 通訊協定會遇上解析錯誤。為此,我們就需要維護 一套狀態機,對!就跟數位邏輯所探討的是同一個術語。 在「Linux 核心設計」課程 [5] 中,我們展示一個原始程式碼不到 C 語言一千行的小 程式,卻具備約有 NGINX 一半資料吞吐量的網頁伺服器 seHTTPd,恰好就是數位邏輯 概念在真實世界的應用案例,相關資訊可見: https://hackmd.io/@sysprog/fast-web-server 當然,這僅是起點,在課程中,我要求學員針對 Linux 系統特性和思索 web 情境去 探索更多更深刻的改進空間,而這一切,最佳化來自對系統的充分認知。引用羅輯思維 第 85 集: 費馬大定理 [6] 的結語: 「我們當中的絕大多數人,花了人生的十二年時光,六年小學,六年中學,被數學 摧殘,我們只知道數學是敲開大學校門的一個敲門磚,自打上了大學之後,這個 東西就被我們當做人生當中最痛苦的經驗,被刪除了。」 「人類知識領域智力領域的任何豐碑,從來都不是用強烈的目的性建造出來的,它的 每一塊磚,每一塊瓦,都是由興趣堆積出來的,興趣不僅導致了最後的成功,而且 點亮了其中的每一塊磚,每一塊瓦,每一個人的生命。」 在資訊工程 (或說電腦科學) 課程中,充斥著大量數學和電子硬體課程,其實就是上面 所提到的一磚一瓦,堆積著今日我們所見的數位世界的風情萬種。倘若我們一開始就戴著 有色眼鏡去駁斥這些科目的學習,是否限制了自已可能的寬敞發展呢? 喔,我又來打廣告,歡迎關注「Linux 核心設計」[5] 和 "Computer Architecture" [1] 這兩門課程,都有完整的線上教材可參考,也有練習題可讓學員隨時檢測自己所學。 [1] Computer Architecture http://wiki.csie.ncku.edu.tw/arch/schedule [2] NGINX: https://nginx.org/ 根據 W3Techs 的統計資料,世界上最繁忙的網站前一萬名裡頭 57% 採用 NGINX [3] NGINX Development guide https://nginx.org/en/docs/dev/development_guide.html [4] epoll - I/O event notification facility http://man7.org/linux/man-pages/man7/epoll.7.html [5] Linux 核心設計課程 http://wiki.csie.ncku.edu.tw/linux/schedule [6] 羅輯思維 85 集: 費馬大定理 影片: https://youtu.be/bHexlr4b_j8
-- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.116.246.163 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1587679534.A.FC6.html
Behind4: 又來 好文 推 04/24 06:07
mikemagic88: 前十 04/24 06:08
gorilla823: 推 04/24 06:10
※ 編輯: jserv (140.116.246.163 臺灣), 04/24/2020 06:12:30
KevinR: push 04/24 06:11
Behind4: 問個小問題 跑 PHP server 效能X86 ARM 真的會像有些 文 04/24 06:13
Behind4: 章說的 效能差到千倍嗎? 04/24 06:13
jserv: @Behind4, Arm 伺服器的調教很繁瑣,若沒有特別調整,效能 04/24 06:14
jserv: 的確會是問題。不過這件事在 AWS 的 Arm 伺服器陸續有解法 04/24 06:14
dostey: 只是對應 a,b <-> 0,1 <-> 高,低 04/24 06:14
SydLrio: 老師不要這樣,你上一篇我還沒看完,我想下課 04/24 06:15
robin10205: 推推 04/24 06:15
jserv: @SydLrio, 我只是等早餐店開門,順手發廢文,你不用認真 04/24 06:16
renna038766: 116哪間 蛤 04/24 06:17
jserv: @renna038766, 116 是台灣最好的學店,你有意見嗎? 04/24 06:18
renna038766: 你把118放哪 蛤 04/24 06:19
wario2014: 深深覺得,coding是智商高的人在玩的 04/24 06:20
wario2014: 光靠下苦功的話效率還是遠遠不及,大腦反應時間差太多 04/24 06:21
jserv: @wario2014, 所以更要多利用討論區交流,教學相長 04/24 06:21
corel: 神人快拜 04/24 06:21
freeblizzard: 推這篇 04/24 06:25
DanGong5566: 原來是Jserv,好,先跪下去再說 04/24 06:28
yyyyyyyv: 推推 04/24 06:35
Behind4: Amazon Web Services這個?? 他用ARM架構的CPU? 為了節能 04/24 06:36
Behind4: 嗎?其實我本來要問的只是用手機架站的實用性XDDD 04/24 06:36
lice0225: 請收下我的膝蓋 04/24 06:37
jserv: @Behind4, 請查詢 AWS Graviton2 處理器 04/24 06:37
Behind4: coding 應該不用那麼嚴肅吧 =__= 這應該是件好玩的事 04/24 06:38
Behind4: 謝謝 04/24 06:38
jserv: @Behind4, 手機裡頭執行網頁伺服器的案例不算少,不過... 04/24 06:39
chaosJames: 推 04/24 06:39
jserv: 有時候是手機製造商或晶片設計商提供的「後門」(但我不能說 04/24 06:40
riker729: 連名字都是 有多熱愛啊 04/24 06:41
jserv: @riker729, 小時聽到「人生以服務為目的」,長大就開發 04/24 06:43
jserv: server 了 (咦?) 04/24 06:43
riker729: 這兩年寫設備的web 深深覺得太混亂了 還得考慮相容性 04/24 06:46
bobohorn: 好猛的等早餐廢文 04/24 06:46
moonshade: 簡單來說都不用懂,那些問題kernel都解決了 04/24 06:47
moonshade: 這些東西老早在posix裡面都有東西包起來了 04/24 06:48
jserv: @moonshade, 但要會用呀,特別是 OS-specific 04/24 06:48
Behind4: 好靠北哦 後門的只想到中國……… 04/24 06:48
moonshade: 剪貼那麼多廢話看起來可怕而已... 04/24 06:49
jserv: @moonshade, 人在 116 就要發廢文,鄉民認證 04/24 06:49
gorilla823: Verilog好難 04/24 06:50
jserv: @gorilla823, 人生更難 04/24 06:50
moonshade: 再說back-end 工程師不值錢,別人把你當小精靈兒已 04/24 06:51
ts05593818: 老師早 04/24 06:53
moonshade: 不過話說,做ARM上的linux就是另一回事了 04/24 06:57
angerD: 未看先推 04/24 06:57
moonshade: 不是所有的廠商都符合spec... 04/24 06:58
jserv: 還是當大學教授好,沒人對大學教授有程式設計的期待 (無誤) 04/24 07:00
l7th: 早餐店老板用interrupt要你拿早餐啦... 04/24 07:02
Behind4: 雖然覺得有趣 但感覺不是同一個世界的東西 04/24 07:03
angerD: 原來daemon有惡魔的意思 04/24 07:03
jserv: @angerD, http://catb.org/jargon/html/D/daemon.html # 04/24 07:04
jserv: 在早期的分時多工作業系統 CTSS (1961) 就有 "daemon" 一詞 04/24 07:05
sugoi5566: 百推內 04/24 07:08
Merkle: 連jserv都不知道的井蛙還好意思大小聲 嘖嘖 04/24 07:12
Behind4: 我就不知道欸 我只是看內文推的 04/24 07:15
vovovolibear: 我怎麼沒聽到雷聲? 我們在同一個116? 04/24 07:16
Xiphity: 推jserv 04/24 07:16
jaid: 一口氣兩篇辛苦了 04/24 07:17
ERT312: 推推 04/24 07:21
spector66: 快推 04/24 07:24
angerD: 謝謝老師,想請問老師如果要找樹狀結構與輸入法的關係 該 04/24 07:27
angerD: 下什麼關鍵字 04/24 07:27
xeriof95092: 老師 別鬧 哪家早餐店這麼晚開 04/24 07:31
seeya08: push 04/24 07:32
g5637128: 推 04/24 07:32
s0914714: 早餐店被blocking了 04/24 07:33
OBST5566: 我這個人很多簡單 有瑟夫就推 04/24 07:38
wbreeze: 推推 04/24 07:42
a4786033: 推 04/24 07:49
sn0w: 推! 04/24 07:50
frappe: 這家早餐店讓人拖這麼久,太誇張了吧?XD 04/24 07:51
HYDE1986: 竟然已經有人不認識jserv惹.... 04/24 07:54
amethystboy: 真 人機合一 04/24 07:55
snow10725: 一直看到熱門 推推 04/24 08:02
thinkfun: 推 好文 04/24 08:07
ohsuoh: 太誇張了 發兩篇 04/24 08:13
flyvegetable: 好文共賞 04/24 08:15
yuiweq1999: 原來是神 04/24 08:18
huangmin9487: push 04/24 08:19
Colitas: 搶推 04/24 08:19
uohZemllac: 好文給推 04/24 08:20
ashs92223: 讚! 04/24 08:21
yeh628: 老師好帥!!!! 04/24 08:24
hakosaki: 推jserv 04/24 08:28
cool9203: 推 04/24 08:30
MidoBanA: 推 04/24 08:30
sses60802: 100推內 04/24 08:30
emptie: 謝謝你 04/24 08:34
ku399999: 膝蓋送出 04/24 08:36
Agdanpanda: 推 04/24 08:37
jeremylouee: 推個 04/24 08:39
erre: 那麼複雜還是掰陳改參數call svm做ai的cp值高 04/24 08:40
yee999: 推 04/24 08:40
charF: 下一篇 Re:精通ptt廢文對Coding有什麼幫助? 04/24 08:42
da21510: 百推內 先跪 04/24 08:43
da21510: 慚愧 老師的課程一直沒看完 04/24 08:43
apple123773: 快跪 04/24 08:44
x077155203: 有神快拜 04/24 08:48
LeafLu: 推jserv!! 04/24 08:49
randy061: 朝聖 但太深了… 04/24 08:50
dangerousair: 幹軟體的都看不懂只看得懂邏設那些詞而已 04/24 08:53
herculus6502: 神串留名 04/24 08:58
sniper2824: 跟鬼一樣先推再看 04/24 08:59
DWR: 原來是jserv 還在想說那個鄉民這麼強又跑出來了 04/24 09:02
qppqqp: 正 老師 出現了 拜 04/24 09:04
fine325011: 推 04/24 09:06
dingbebbie: 老師推推 04/24 09:07
shorty696820: 推宅瑟夫 04/24 09:09
loveyanzi03: 先推 04/24 09:14
Gold740716: 推 04/24 09:15
jserv: @angerD, https://github.com/chewing/chewing.github.com 04/24 09:17
jserv: 的 doc/ 目錄,可見到酷音輸入法的技術報告 (2001 年) 04/24 09:17
jserv: (筆誤,應為 2002 年) 04/24 09:18
tpegioe: 04/24 09:18
jserv: @da21510, 期待你的作業 :-) 04/24 09:18
adsop: 推 04/24 09:19
vi000246: 推 04/24 09:19
Morris1028: 推老師 04/24 09:20
ki59920: 推 04/24 09:23
as920909: 推大大 04/24 09:32
abb123456: 推 04/24 09:34
ila9970: 神人帳號必推 04/24 09:35
donation12: 這篇真好! 04/24 09:36
kero0331: 怎麼覺得唐鳳會來留言 04/24 09:38
gR7P4zXH: 傻眼貓咪 04/24 09:38
Lbj1101: 只能推了 04/24 09:42
albert0525: 推推 04/24 09:58
jserv: @kero0331, 快來許願:從開發口罩預購系統看電腦科學 04/24 10:03
shinXIII: 看到這篇我都不敢說我會寫程式了.. 04/24 10:04
mooto: 呃,我真懷疑有多少人是看懂才推,哥是豬屎屋的,怎麼覺得 04/24 10:05
mooto: 被你講的很複雜,難怪資工的跑來寫電路設計,總是很難讀。 04/24 10:05
mooto: 簡而言之,邏輯設計的根本是硬體,用這個概念coding,跟程 04/24 10:05
mooto: 式底的不一樣 04/24 10:06
bewritten: 先推 04/24 10:07
route22: 邏輯設計就寫積木 然後一個控制叫它們動起來 04/24 10:08
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ※ 轉錄者: kqalea (111.71.82.240 臺灣), 04/24/2020 10:11:27
shiauji: 量子力學需用波函數描述稱作幽靈還行,數位邏輯設計是要 04/24 10:29
shiauji: 用波函數描述嗎.... 這比喻...嗯 04/24 10:29
dandelionh: 真想學 請問已離開學校很久的有機會學嗎... 04/24 10:49
DCTmaybe: 想學的看[5]就是了... 課程超硬 04/24 10:51
jserv: @shiauji, 主要是不是每位軟體開發者都能留意到微觀世界 04/24 10:51
jserv: 有關,但我相信很多軟體開發者人員極難想到這些資訊洩露 04/24 10:53
jserv: 如何發生。於是我就用不精準的比喻 (等著吃早餐時發廢文) 04/24 10:53
jserv: 例如近期若干 side-channel attack 多跟計算機結構內部設計 04/24 10:54
shiauji: 了解,確實用微觀世界來講就貼切的多,感謝回覆 04/24 11:02
ilovejesus: 推 04/24 11:23
imchou239: 跪 04/24 11:52
james732: 推 04/24 11:55
JJHu: 快推 04/24 12:08
Yunyung: 神神神 04/24 13:09
readper: 有神快推 04/24 13:12
paint: 想上這兩門課耶 希望能聽得懂 04/24 13:24
cecol: 數位邏輯真的是CS必修黑歷史 04/24 13:33
locklose: 推 04/24 13:40
linnom: 推老師 04/24 13:46
cory8249: 推 04/24 14:25
Masakiad: 好文 04/24 15:31
cuteSquirrel: good 04/24 17:16
Walkers: 推 04/24 20:57
jj0321: 釣到JSERV 原原PO可以跪下了 04/24 21:08
s860134: 最近很多篇都是教數值系統和二元運算 你所不知道的c語言 04/24 21:39
BignoZe: 太神啦 04/24 22:00
zmcx16: 宅色夫推 04/24 23:14
shter: 寫程式本來是離不開硬體知識的,但是這幾年因為虛擬機技術 04/25 08:13
shter: 和跨平台執行問題,變的軟硬體中間有很多層包裝 04/25 08:13
shter: 除非追求效能的產品,不然大多以好維護的框架為主流 04/25 08:13
pttano: 跪...... 04/25 08:27
cphe: 釣到大神 04/25 09:38
nurockplayer: 推宅色夫 04/25 13:26
superpandal: 恩 不是我想了解的東西... 需要了解某些黑科技 04/26 05:35
kevinfilter: 推 04/26 13:51
brucetu: 寫的很猛不愧是jserv 不過拜完神還是要探討一下另一個觀 04/26 16:56
brucetu: 點 04/26 16:56
brucetu: 就是只想做偉大的app其實真的不用會很多資工知識 04/26 16:57
brucetu: 畢竟系統就是層層封裝,所以會正反器要說對開發高併發伺 04/26 16:59
brucetu: 服器應用的幫助跟影響很大嗎,也不見得,只是每個東西我 04/26 16:59
brucetu: 們都一定能講出他在哪個case很有用 04/26 16:59
brucetu: 所以興趣在哪裡就從那個點往四周探索,對每個細節盡量掌 04/26 17:02
brucetu: 握也是好的,但不必要從最底層開始學好學滿所有細節 04/26 17:02
brucetu: 費馬大定理結語不就說了先有興趣才能點亮這些磚瓦最後構 04/26 17:13
brucetu: 成豐碑嗎?所以對數位邏輯電路沒興趣的同學其實不必糾結 04/26 17:13
brucetu: ,雖然磚瓦重要,但是不需要從最底層的每一塊磚瓦開始堆 04/26 17:13
brucetu: 疊,從興趣出發先去看看其他的磚,至於數位邏輯電路,等 04/26 17:13
brucetu: 你有需要瞭解的時候自然就會有動力去瞭解他,在這個層層 04/26 17:13
brucetu: 堆疊的資訊工程中,我負責蓋樓梯的,知道房子地基怎麼打 04/26 17:13
brucetu: 可能很有幫助,但是有別人會去打好地基,我就專心蓋我的 04/26 17:13
brucetu: 樓梯 04/26 17:13
gn01838335: 剛好相反。leetCode Single Number。若不知道XOR可能C 04/27 16:40
gn01838335: code寫很多。有些軟工設計的應用場景,數位邏輯概念存 04/27 16:41
gn01838335: 再。只是您還沒碰到這個CASE。 04/27 16:42
gn01838335: 若有紮實學習好處是,有key 馬上 可以google答案。 04/27 16:42
k078787878: 看不懂QAQ 04/28 20:21
SatokoMyWife: 個人體感是覺得懂硬體會有點幫助理解,但不懂也不 04/29 12:34
SatokoMyWife: 會無法理解,畢竟概念已經抽象化了,其實我不覺得 04/29 12:34
SatokoMyWife: 需要從原始的意義 04/29 12:34