Dynamic Loading、Static Linking、Dynamic Linking

Dynamic Loading：可在執行階段遇到需要的程式碼再load，好處是error handling的code不用被全部塞在memory裡面
Static Linking：沒什麼特別，假設好幾個程式都include stdio.h，就會有好幾份程式碼分布在記憶體當中，很冗
Dynamic Linking：假設好幾個程式都include stdio.h，只load一份，大家共用。程式內指向Lib的部分稱為stub，當作出對Library的要求，會檢查這個Library有沒有被loaded在memory中，如果沒有就load，Windows下常見的Dll(Dynamic link library)檔就是這個

Dynamic Loading無法解決Static Linking重複code的問題！Loadin和Linking分清楚

疑問：寫好的程式第一次執行總是慢很多跟這個有沒有關聯？

Memory Addressing-1 Address Binding：Compile Time、Load time、Execution Time

Compile Time
assembly code

.BASE 0x1000 .START PUSH AX MOVE AX, 3 MULT AX, 7 MOVE (0x1018), AX CALL print, (0x1018) POP AX .END .SPACE (4) #在硬碟中的情況

PUSH AX MOVE AX, 3 MULT AX, 7 MOVE (0x1018), AX CALL print, (0x1018) POP AX #Memory中的內容

要改變記憶體位置就得重新compile

Load Time
assembly code

.START PUSH AX MOVE AX, 3 MULT AX, 7 MOVE (.BS+0x18), AX CALL print, (.BS+0x18) POP AX .END .SPACE (4) #在硬碟中的情況

PUSH AX MOVE AX, 3 MULT AX, 7 MOVE (0x2018), AX CALL print, (0x2018) POP AX #Memory中的內容

要改變記憶體位置要重開程式

Execution Time
assembly code

.START PUSH AX MOVE AX, 3 MULT AX, 7 MOVE (0x18), AX CALL print, (0x18) POP AX .END .SPACE (4) #在硬碟中的情況

PUSH AX MOVE AX, 3 MULT AX, 7 MOVE (0x18), AX CALL print, (0x18) POP AX #Memory中的內容

不論在實體記憶體中的哪個部分都沒問題，會透過MMU把虛擬的位置轉成實體


Logical Address、Physical Address
在Compile Time和Load Time：Logical Address=Physical Address

在Execution Time：Logical Address!=Physical Address

疑問：如果MMU可以吃超過32個bit，整個OS是不是能調度超過4GB呢？

萬惡的馬賽克

Magic！

寫程式時我們總想著我們有一坨資料，要經過什麼程序再讓使用者access。
這理所當然的事在使用者的眼中卻是一團黑盒子─Magic！

Virtualization雜談之雲端化

一堆電腦堆在一起，過去會先想到Cluster(叢集)，現在或許會先想到Cloud？

過去為了加速程式的進行，將多台電腦平行分配處理一隻program，這是叢集。如果買了很多電腦很快地跑出結果，電腦們可能就閒置在那裡發呆，等於浪費資本成本，如果用很少電腦跑，會花費許多時間成本。

如果能夠租用電腦，program跑出結果就還回去，用多少算多少，這就是雲端的IaaS(Infrastructure as a Service)。

IaaS現在能提供哪些服務呢？

1. 最基本當然是選租用多少CPU、多少RAM、多少Storage、網路
2. 開好多台VM，大家的system都一樣，那麼memory裡的資料有很多都是重複的，讓一台電腦上的VM們共用重複的資料，有效利用memory
3. 進階一點：一天中的尖峰時間，平常租用的效能不夠力，可以動態增加更多的效能
4. 穩定性：
1. VMware High Availablity
• 一台實體機器無預警跳掉，可以自動把在這台實體機器上的VM們轉移到別的實體機器上自動重啟(有off line)
2. VMware Fault Tolerance
• 開兩台VM在不同的實體電腦上，一台當另外一台的影子，當其中一台有硬體上的問題時，可以立刻切換過去，達成no offline
• 切換過去之後，可以立刻對整個VM做image，透過網路傳到另外一台電腦，然後再次建置一台影子VM

Swap

Normal

temp=*a; *a=*b; *b=temp;

Advance

*a=*a+*b; *b=*a-*b; *a=*a-*b;

Magic

*a=*a^*b; *b=*a^*b; *a=*a^*b;

Virtualization雜談

Virtualization一些名詞

VT-x for x86

VT-i for itanium

AMD-v from AMD

Full Virtualization：不需要修改Guest OS就能使用，Guest OS的privileged instructions會被VM轉換，效能消耗較高

Para Virtualization：修改Guest OS的code，把privileged instructions都改寫成一般程式使用的instructions

VT-x 使Guest OS可直接借用CPU
VT-d 使Guest OS可直接借用I/O controller

ASCII、ANSI、Big5、GB、GBK、Unicode、UTF-X

• ASCII：只定義128個字(包含控制碼)，理論上只需要7bits
• ANSI：定義了更多字，包括ascii定義的字共256個字，一個字使用8bits
• Big5：，一個字使用16bits分為兩個byte，然而電腦不知道這2byte要連在一起看，如果Second byte內容跟'\'一樣，會造成許多的errors(google"許蓋功")
• GB2312、GBK、GB18030：GB2312同Big5使用兩個byte；GBK收入更多字，使用2byte，向下相容GB；GB18030使用浮動編碼，相容GB基本兼容GBK，收入更多字
• Unicode：收錄標準
• UTF-8：實作Unicode，屬於浮動編碼，不同的字可能用1~6bytes，英文字1byte、拉丁文等字2bytes，漢字3bytes
• UTF-16：實作Unicode，最常見的字放在/U+0000~/U+FFFF這些位置
• UTF-16的UCS-2：Windows的notepad中的Unicode指的是這個UCS-2，固定編碼，都用2bytes，在UTF-16超過2bytes範圍的部分不一定支援
• UTF-32、UCS-4：使用32個bits==4bytes，包含所有Unicode的字，但也浪費了許多空間
• 應用：
• 把Big5轉成UTF-8會變接近1.5倍的大小，因為UTF-8中漢字佔3bytes，而Big5只佔2bytes，但UTF-8不會發生慘絕人寰的悲劇(許蓋功)
• UTF-16通常也會和UTF-8差一點五倍的大小
• UTF-8的第一個byte跟ascii定義的一樣，使得大多英文程式不大需要修改

參考資料：

Unicode, UTF-8, UTF-16, UCS-2 和一些程式語言的支援方式

<http://fcamel-life.blogspot.tw/2010/04/unicode-utf-8-utf-16-ucs-2.html>

Encoding Gossip: Unicode 與 UTF

<http://openhome.cc/Gossip/Encoding/UnicodeUTF.html>

字符編碼筆記：ASCII，Unicode和UTF-8

<http://www.ruanyifeng.com/blog/2007/10/ascii_unicode_and_utf-8.html>