Сегодня видел план вводного курса, написанный начинающей американской преподавательницей. План иллюстрирует распостраненную ошибку — неправильный порядок подачи материала:
Операционная система.
Кэшы и виртуальная память.
Архитектура набора команд и ассемблер.
Ввод‑вывод и прерывания.
Что не так с этим планом? На четыре пункта пять нарушений зависимостей:
Две ключевые функции ядра операционной системы — это многозадачность и изоляция пользовательских программ от ввода‑вывода. Многозадачность строится на переключении контекста во время прерывания, например прерывания от таймера. При этом происходит сохрание регистров одной задачи в памяти, восстановление регистров другой задачи и переход на адрес другой задачи при выходе из прерывания.
Таким образом (1) зависит от объяснения что такое прерывание в (4), а также объяснения что такое регистр в (3).
Изоляция пользовательских программ от ввода‑вывода требует объяснения, что ввод‑вывод делается через выделенную область адресов (memory‑mapped I/O), доступ к которым пользовательских программ ограничивается с помощью трансляции виртуального адреса в физический.
Таким образом (1) зависит еще и от объяснения что такое ввод‑вывод в (4) и что такое виртуальная память в (2).Вводить кэши без понимания архитектуры набора команд (Instruction Set Architecture (ISA), 3) как‑бы и можно, особенно если студент уже знает о разности латентности доступа к регистровому файлу из D‑триггеров, SRAM и DRAM. Но это все равно странно — желательно чтобы студент знал и что транзакция к кэшу начинается с инструкции загрузки или сохранения регистра в execution unit, откуда через load/store unit она попадает в кэш.
В принципе, делать лабы с кэшем как со сферическим конем в вакууме можно, но для виртуальной памяти это было бы совсем безблагодатно. Для таких лаб было бы желательно немного писать на ассемблере и быть в курсе, что при доступе к странице, с которой чего‑то не то — может произойти исключение, то бишь exception / page fault. То есть (2) зависит от (3) и (4).
Что происходит когда глава учебника не может опираться на пререквизиты? Автору главы приходится объяснять то, что происходит — на пальцах. И учебник превращается в научпоп. Как в печени при циррозе работающие клетки замещаются соединительной тканью, то же происходит с представлением о предмете у студентов. Материал, который мог бы опереться на практические лабы, превращается в ИИ‑шную муть, в которой умозрительные процессы как‑то магически преключаются.
Практической лабой мог бы быть простой ассемблерный код на 300 строк, который переключает контексты по прерыванию. С простым API и вызовами из bare metal программы на Си. Но так как у студента нет пререквизитов, такая лаба невозможна. Студент может поговорить, но ничего не может сделать. Для промышленности он бесполезен, хотя в академии может вырости и стать следующим поколением таких же учителей.
Для стран такой дефект становится фатальным: в одной стране происходит засилье импорта и студенты превращаются в продавцов в компьютерных магазинах, а в другой стране происходит массовый завоз инженеров из других стран, и местное население вытесняется работать в макдональдс.
Комментарии (63)
A-Dobrii
02.06.2026 18:22основа этой ошибки - непонимание уровня понимания у субъекта обучения.
1. предположим это учебник для людей которые уже знают все эти темы поверхностно, тогда учебник даст глубокие знания, (возможно).
2. если это начинающий то - да полный провал.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Цель описываемой книжки - сделать введение во все уровни технологии для первокурсников, начиня от логических элементов и D-триггеров, до register transfer level, до архитектуры и микроархитектуры итд заканчивая многослойными сетевыми протоколами, файловыми системами итд.
alexs963
02.06.2026 18:22В общем выдать студенту Архитектуру компьютера Таненбаума.
unreal_undead2
02.06.2026 18:22alexs963
02.06.2026 18:22Да уже нашел, только что комменты дочитал. На самом деле для себя решил с разных точек зрения на этот предмет взглянуть, поэтому прочитал Таненбаума, теперь читаю Паттерсона и Хеннеси, после планирую заполировать Харрисами и уважаемым автором статьи.
qr-kot
02.06.2026 18:22Плохих (ну хорошо, средненьких) книжек на ИТ-тематику -- тонны. Особенно этим грешит нынче издательство Пакт. Плюс средненькие переводы хороших книжек на русский. А нативно русскоязычную ИТ-литературу вообще нет смысла читать -- на 99% ничего полезного и оригинального в ней не будет, действительно хорошие русскоязычные айтишные авторы -- как жемчужины на вес золота.
Вот какие есть книжки "хорошие и правильные" -- это да, вопрос.
kmatveev
02.06.2026 18:22Я думаю, под кешами подразумевались не кеши процессора, а дисковые кеши и memory-mapped files, эта тема связана с темой виртуальной памяти
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Виртуальная память тоже строится на аппаратном кэше трансляций из виртуального адреса в физический, который называется tlb - TLB - Translation Lookaside Buffer
SIISII
02.06.2026 18:22Строго говоря, не обязательно, хотя во всех современных архитектурах, думается, это именно так. Навскидку из отличающихся "исторических" архитектур:
80286 с его теневыми регистрами для сегментов (хотя, подобно TLB, теневые сегментные регистры хранят информацию, полученную из таблиц в памяти, но, в отличие от TLB, это не "кэш" в том смысле, что каждый теневой регистр обновляется процессором не "по собственному желанию", а в строго определённый момент -- когда выполняется загрузка соответствующего сегментного регистра, т.е. по прямому указанию программиста). В IA-32 теневые регистры сохранены, но там появился уже и нормальный TLB, поскольку появилась нормальная страничная организация памяти;
PDP-11, где преобразование адресов основано на регистрах MMU: из-за малого объёма виртуального адресного пространства (64 Кбайта) нужды в таблицах переадресации, расположенных в ОЗУ, нет, и всё необходимое лежит прямо в MMU; соответственно, нужды в TLB тоже нет.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22В более поздних архитектурах, например в MIPS, TLB был не в памяти, а на основе CAM (блоков context-addresable memory) и регистровых структур. При tlb miss происходило исключение и в его программном обработчике можно было подгрузить данные из памяти. Page walker появился в MIPS потом.
В любом случае, сейчас академический стандарт - RISC-V, и такие темы нужно давать на нем, хотя можно и на ARM.
SIISII
02.06.2026 18:22В более поздних архитектурах, например в MIPS, TLB был не в памяти, а на основе CAM (блоков context-addresable memory) и регистровых структур. При tlb miss происходило исключение и в его программном обработчике можно было подгрузить данные из памяти.
Мне это такой дикостью показалось: ведь жутко медленно и неэффективно по сравнению с аппаратной выборкой из таблиц переадресации, а последняя -- вещь весьма простая, чтоб на ней усиленно экономить.
В любом случае, сейчас академический стандарт - RISC-V
Что, уже официально на RISC-V перешли? Я-то от образования далёк, поэтому не в теме, что там и как -- только по книжкам что-то вижу.
Но говорил я больше о том, что давать глубоко надо, конечно, современное, но упомянуть неплохо бы и существовавшие некогда другие подходы -- для общего развития, так сказать, но без траты сколько-нибудь значительного времени на это дело (кто заинтересуется историей -- сам найдёт, ему достаточно ключевые слова подсказать).
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Мне это такой дикостью показалось: ведь жутко медленно и неэффективно по сравнению с аппаратной выборкой из таблиц переадресации,
Придумали это не дураки, а люди которые все внимательно по тактам меряли, и у них получилось что статистически это в среднем работает хорошо.
с аппаратной выборкой из таблиц переадресации, а последняя -- вещь весьма простая, чтоб на ней усиленно экономить.
А вы в курсе, что даже в достаточно простых мипсовских ядрах микроконтроллерного класса аппаратные кэши трансляций состояли не из одной таблицы, а из трех? И в дополнение к нему вот тот механизм.
Вот вся моя презентация по вопросу
Так что таблица переадресации не такая простая, CAM дорогой для малых ядер, а page walker тем более.
но упомянуть неплохо бы и существовавшие некогда другие подходы -
286 - это ядро с разными тупиковыми странностями как я помню, а PDP-11 упоминать нельзя, потому что люди влюбляются в его ассемблер и им приходится доказывать, что это плохая архитектура так как она делает конвейеризацию дорогой из-за двухоперандности и аутоинкрементов.
В учебных программах мало времени, учителя норовят впихнуть свою ностальгию по детству (6502 всякие), а студенты легко отвлекаются на всякое, поэтому нужно держать их строго фокусированными, чтобы они могли решать задачи на будущих интервью, а не процессорной археологией заниматься.
В крайнем случае можно рассказать про scoreboard в CDC 6600 (первый out-of-order) и про алгоритм Томасуло, так как это релевантно суперскалярным процессорам.
Octagon77
02.06.2026 18:22А вот и нет. Я могу прочитать курс по этому плану так, чтобы избежать всех Ваших замечаний. Но не стану этого делать потому, что план является последовательным, а последовательное изложение любой нетривиальной темы заведомо ущербно. А не ущербно - итерационное. Поэтому курсы и математики и физики, в хорошем вузе, и возвращаются к одним и тем же вещам снова и снова.
Ключевой навык обучения - способность обнаруживать и откладывать до поры непонятное. Ключевая психологическая особенность в основе способности к обучению - отложенное непонятное подогревает интерес. Это не у всех так, поэтому и обучение не для каждого. А объём непонятного помещающийся в мозги - главное, что определяет максимальную скорость обучения. Через шаг итерационной спирали определяет.
Изложить материал так, чтобы всё новое основывалось на уже изученном, часто можно, но всегда контрпродуктивно. В реальной работе, кроме той где коленом под зад от ИИ сразу, так всё равно не будет. Способность сначала увидеть непонятное а потом заметить что оно стало понятным - ценность сама по себе, развивать потребно. Чем логичнее новое вытекает из старого, тем труднее учащемуся сообразить почему сделано так а не иначе.
С другой стороны, интересы и снятия денег за обучение с контингента поширше, и нежелания преподавателей вкалывать работая с учениками, или хотя бы группами учеников, индивидуально, и уже уходящей потребности воспитать работников удовлетворённых местом у конвейера вполне, и стремления добиться того, что Вы живописуете в последних трёх абзацах - они совпадают и требуют как раз последовательный план...
Лирические отступления на тему числом три, к делу не относящиеся
Автору главы приходится объяснять
А вот Стругацкие, вспоминая творческий путь, отдельно выделяли момент, показавшийся им потрясающим, когда они осознали - объяснять сразу не обязательно.
Есть один любимый мной мультик, где молодая девчёнка в статусе перспективной певицы даёт концерт для бригады строителей, а перед ним даёт ещё и интервью. В нём она сначала вываливает, с дивной точностью, всё, чем её уже успели загрузить, а потом заканчивает словами: "а почему выступать нужно обязательно в купальнике - это я узнаю позже". Её я бы мог выучить...
Обучение есть развитие, развитие происходит по спирали, диалектика называется, а про силу спирали тоже есть специальный мультик. Тот, где бур пронзает небеса.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Я не против итеративно-спиралевидного обучения, но против введения больших блоков мутных сущностей с ссылками на "мы объясним это потом". Потому что тогда фраза "потоки разделяют этот ресурс через семафор" будет звучать как "поток энергии випасанны пошел через нижнюю чакру".
Чтобы не было мути, это необходимо объяснить объектами более низкого уровня - atomic access, прерывание итд. А на другой итерации добавить и hardware-supported mutithreading.
Vytian
02.06.2026 18:22Описываемый курс -- явно вводный и фактически может быть сведен к тех документации от разработчика, которая полностью определена, и поэтому систематическое последоательное изложение возможно. В отличие от упомянутых математики и физики, где на пару понятий -- дюжина логических и философских проблем, и литерали один господь бог знает, почему оно работает. Не, я понимаю, что как работает современный Виндовс уже тоже никто не знает, и уж точно не препод в среднем вузе, однако онтологическая разница пока еще есть.
Поставил Вам плюсик однако за другое - учебные курсы не должны охватывать всё без пробелов, это просто неэффективно. Они должны предлагать правильный и целеориентированный подход к предмету. Возможно, автор поста и прав по-своему, но с той конкретной
авторкойпреподавательницей у него конфликт целей, который он собственно и изложил, так что пост у него в общем риторический.YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Разумеется курсы не должны охватывать все. Вводный курс вообще должен построить только набросок дискциплины. Но в этом наброске я был хотел, чтобы было без камлания неопределенными словами. Я вот ниже написал:
Если человек произносит слова "параллельные процессы в операционной системе", это не значит что он их понимает. Что значит "параллельные"? Микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной (оставим за скобками prefetch итд). Где берется параллельность? Это не "понятные", а просто многократно повторенные другими людьми вокруг и в брошурках для пользователя.А вот если курс перевернуть, то все становится определено.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Я могу прочитать курс по этому плану так, чтобы избежать всех Ваших замечаний.
Что вы будете делать, если во время лекции после ваших слов "параллельные процессы в операционной системе" - встанет какой-нибудь студент и спросит:
"Что значит "параллельные"? Микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной (оставим за скобками prefetch а также выборку нескольких инструкций из строки кэша в fetch unit итд). Где берется параллельность?"
Как вы это объясните без упоминания слов "прерывание" и "сохранение регистров которые входят в контекст процесса"?
Octagon77
02.06.2026 18:22Ну, первым делом я бы очень удивился. Потом бы сказал что-то по настроению, с большой вероятностью типа "Вы узнали, что микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной и заключили, что он только это и делает. Причина Вашего недоумения в том, что такое заключение неверно."
Слова "прерывание" и "регистры" - это часть решения. Проблема должна быть объяснена до решения, это весьма удобно. Поэтому я бы и удивился - студент должен был уже понимать, что параллельность берётся из необходимости в параллельности. Оставить такое вот, и вообще всё про решения, на будущее, просто - говорим, знаете ли, проблема решена и решение мы рассмотрим тогда-то, или не рассмотрим - ищите самостоятельно там-то.
Отложить объяснение проблемы на будущее тоже можно, но это, как по мне, рисковано и избыточно расходует ценные ресурсы психики обучаемого. А может и нет. Например, когда объясняют асинхронность, обычно пишут async и сразу await, и на этом всё. Выглядит как чистое безумие, но если человек сам догадывается почему нет - наверно получает пользу, но если так и не догадывается...
SIISII
02.06.2026 18:22Поскольку процессор выполняет команды, для него выглядящие как набор битов (машинный код), а для человека -- как программа на языке ассемблера, то, очевидно, перед разбором того, как процессор устроен и работает, необходимо разобраться, как писать программы на ассемблере и как команды кодируются.
Поскольку ОС управляет выполнением программ, а последние, опять-таки, являются последовательностью команд ассемблера, то опять нужно понимать, что в реальности они из себя представляют, как выполняются на концептуальном (не физическом) уровне и т.д. -- знать про регистры, про адреса памяти и т.д. и т.п. Соответственно, базовый курс по ассемблеру должен предшествовать курсу по ОС.
Что касается ввода-вывода, то прежде чем браться за ОС и её драйверы, неплохо знать, как реально ведётся работа с устройствами -- а этого проще всего достигнуть написанием (или разбором готового) небольших программ, взаимодействующих с простыми устройствами типа UART на уровне регистров. Тогда станет достаточно очевидно, что ОС, во-первых, абстрагирует прикладные задачи от подобного "общения" с устройствами, зависящего от специфики устройств и т.д. и т.п., во-вторых, организует очереди запросов ввода-вывода, а в-третьих, разруливает обращения от разных задач к одним и тем же устройствам по определённым правилам.
В общем, курс по ОС в любом случае должен быть последним, ибо ОС имеет дело с низкоуровневыми сущностями, с которыми нужно быть более-менее знакомым до того, как начать разбираться с работой ОС.
aimoroz
02.06.2026 18:22Никуда вы не денетесь! Поле знания многомерно (причем с очень большим количеством размерностей), а нить повествования - одномерна. Следуя по ней преподавателю приходится оставлять в стороне целые вселенные. И идти приходится не просто по спирали, и даже не наматывать клубок, а буквально превращать эту нить в войлок.
AlexXYZ
02.06.2026 18:22Как говорил В.И. Ленин: «Учиться, учиться и ещё раз - Учиться». Когда мне приходилось учиться по книгам (был такой период), то обычно одной книги было мало. Ну, подумаешь, в одной книге криво написали - возьми вторую, третью, пятую. Поначалу начинаешь обращать внимание на незнакомые термины и запоминать их контекст, потом, после N-й попытки глядишь - и начал понимать тему в любой последовательности.
Нельзя научить, можно только научиться, было бы желание. Сильному желанию плохая книга не помеха, а нет желания - и хорошая не поможет (но хотя бы оставит приятное впечатление).
Помню, как я однажды узнал, (1990 год), что программы пишут на C++, у меня был опыт только школьных упражнений на Basic. Один знакомый дал текстовый файл с азами программирования на C++, я его распечатал на матричном принтере в тетрадь с пружинкой. Вот это был квест - это сейчас в инете можно найти описание любой ошибки, а в тот момент у меня под рукой только Компилятор и эта распечатанная книга и больше ничего, даже того знакомого не было, чтобы спросить. Первое сообщение было о синтаксической ошибке. Дальше пошли вычитывание книги и прокачивание интуиции (Basic от C всё-таки сильно отличается). К сожалению, по прошествии времени я не смог найти ту распечатанную тетрадку, может она и не лучшая была, но она научила меня внимательности и не верить всему, что написано перед глазами: ошибка там была из-за отсутствия в конце строки точки с запятой, в Basic их ведь нет, поэтому я и пропустил случайно, а ошибка, как любит делать коварный C, сообщала, что строкой ниже встретился недопустимый знак «}». Представьте ваши ощущения, когда вы сами в результате экспериментов доходите до того, что «случайно» понимаете причину ошибки. В моём случае это было на втором или третьем перепечатывании примера с 0 и тут я и обратил внимание на этот символ «;» после printf(), потому что в примере с hello_world этот символ был единственным на всю программу и его важность была дико не очевидна, т.к. в других строках этого символа нет (наверняка вы вспомните эту самую простейшую программу hello_world, где символ «;» встречается только один раз в распечатке).
Забавно, что после получения корректного результата через пару страниц нашлось-таки описание как раз именно моей ситуации и что я всё правильно сделал.
Поэтому я даже соглашусь с вами, что можно и правильнее написать книгу, о которой вы говорите, но помните мультфильм «Ральф против интернета», когда Шенк спалила двух игроков:
-Шенк, тебе не кажется, что ты немного жестковата?
-Но если поддаваться, то в чём смысл?
(Простите, у меня прямо сейчас было много свободного времени, чтобы всё это написать)
vadimr
02.06.2026 18:22Согласен со сказанным в статье, однако, кроме того, мне представляется, что для такой глубины обучения, которая включает набор команд, здесь смешаны две или три различные дисциплины.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Тут как-раз и стоит задача - показать весь набор технологий, с сутью из каждой. Чтобы не было камлания, когда человек говорит "тактовая частота" но понимает это на уровне продавца в магазине, а не что это есть на самом деле (это не "количество операций которые выполняет процессор в секунду")
unreal_undead2
02.06.2026 18:22В принципе используя в качестве целевой платформы какой нибудь Tang Nano 20k можно пройти весь путь от базовой логики до ОС (линукс там поднимается , в качестве курсовой/дипломной можно дать портирование, скажем, 9front).
Brak0del
02.06.2026 18:22Для стран такой дефект становится фатальным: в одной стране происходит засилье импорта и студенты превращаются в продавцов в компьютерных магазинах, а в другой стране происходит массовый завоз инженеров из других стран, и местное население вытесняется работать в макдональдс.
В минском БГУИР (МРТИ) порядок преподавания этих тем правильный и давно, следовательно в РБ очень сильные инженеры-микроэлектронщики/программисты. Есть пул компетентных кадров, так сказать. Подскажите, когда в Минске откроются центры разработки Samsung, Nvidia и AMD? А то пока за таким крупняком людям приходится в Польшу ездить или дальше.
vadimr
02.06.2026 18:22Наверное, когда кадры в РБ поймут, почему не самая лучшая идея сейчас идти работать в Nvidia /s
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Ну тут все просто - санкции батенька и Bureau of Industry and Security. А так бы открыли, почему бы и нет.
rukhi7
02.06.2026 18:22Если проанализировать как учили Гарри Поттера в Хогвартсе, то тоже можно прийти к выводу что учили его и его однокурсников плохо, но научили то хорошо! А до этого весьма профессионально научили того кого нельзя называть, ...
Мне кажется с обучением всегда так. Не очень результат обучения зависит от обучателей, больше от обучаемых, ну может еще от внешних обстоятельств. Сказка ложь, да в ней намек.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Не знаю как учили в Хогвартсе, но от интервьирования студентов я понял, что в университетах нужно что-то менять. Их превратили в дорогой научпоп, большинство выпускников беспомощны, могут поговорить, не могут решать инженерные задачи.
rukhi7
02.06.2026 18:22Это я согласен совершенно! Но только дело не в том что там порядок чего-то не правильный, мне кажется, а в том что обучение совершенно оторвалось от какой бы то ни было практической применимости изучаемых предметов!
Вот я когда учился у нас были постоянно и много практические лабораторные, а теперь все поголовно и совершенно ушли в область сферических коней в вакууме, облачных вычислений и искусственного интеллекта. Из сферического вакуума у нас, кстати, тоже было в 90-е, например Z-преобразование (по схемам с задержками и коэффициентами - никогда не встречал потом на практике!), но это было только на первом курсе, на абстрактном мат-анализе.
А про то что сейчас расцвело мне нравится как Гоголь когда-то написал:
«Тогдашний род учения страшно расходился с образом жизни: эти схоластические, грамматические, риторические и логические тонкости решительно не прикасались ко времени, никогда не применялись и не повторялись в жизни. Учившиеся им ни к чему не могли привязать своих познаний, хотя бы даже менее схоластических. Самые тогдашние учёные более других были невежды, потому что вовсе были удалены от опыта».
SIISII
02.06.2026 18:22А мне вспомнился Терри Прачет и его "Народ", где "полуглавная героиня" -- девочка из британской королевской семьи, попавшая на почти необитаемый остров -- в один момент думает, что их (девочек знатного происхождения) учат лишь тому, что точно никогда не пригодится в реальной жизни :)
SIISII
02.06.2026 18:22Из сферического вакуума у нас, кстати, тоже было в 90-е, например Z-преобразование (по схемам с задержками и коэффициентами - никогда не встречал потом на практике!), но это было только на первом курсе, на абстрактном мат-анализе
Из школьного: вводят производные и интегралы в последних классах на уроках алгебры -- но чисто "сферически в вакууме", и основная масса учеников понятия не имеет, нафиг нужны эти математические извраты. А вводить можно было бы даже раньше, но в рамках физики -- механики, где прекрасно видно, как резко эти извраты упрощают решение многих задач, приближённых к реальности (преобразования между путём-скоростью-ускорением и т.п.). Как по мне, пользы от такого обучения было бы куда больше: и достаточно понятная, очевидная и практически применимая физика, и сразу математический аппарат для её обслуживания.
rukhi7
02.06.2026 18:22мне даже кажется что это какая-то национальная особенность, что любые методы (математические как пример) в нашем образовании максимально отделяются-отрываются от их практического использования, и подаются в каком-то совершенно абстрактном виде и это в конечном итоге приводит к тому что Гоголь описал, потому что в конечном итоге связь с реальностью этих методов таким образом в какой-то момент совершенно теряется.
Может это своего рода предрасположенность в психологии любых империй (Британия тоже была империей), которая ведет как раз к краху империй, который в истории регулярно наблюдается.
Кстати, вот этот мой Высокий слог тоже мысли примерно в этом направлении.
unreal_undead2
02.06.2026 18:22Помню, на городской олимпиаде по физике какую то задачку по электростатике решил интегрируя уравнения Максвелла (почитывал фейнмановские лекии класса с 9го), прокатило )
Andruha_96_45
02.06.2026 18:22Скорее всего её метод обучения построен по образу от более понятного к менее понятному, вот и всё, это объясняет почему главы перевёрнуты
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Если человек произносит слова "параллельные процессы в операционной системе", это не значит что он их понимает. Что значит "параллельные"? Микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной (оставим за скобками prefetch итд). Где берется параллельность. Это не "понятные", а просто многократно повторенные другими людьми вокруг и в брошурках для пользователя.
unreal_undead2
02.06.2026 18:22Микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной
А там вдруг VLIW ;) А так согласен, хорошо когда кандидат может рассказать про разные уровни параллелизма в железе и софте и маппинге одного на другое. И может внятно рассказать, что происходит при исполнении инструкции по загрузке из памяти в регистр.
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Да даже не VLIW, а обычный кондовый домотканный встроенный процессор среднего класса ныне выбирает несколько инструкций из одной строки кэша в fetch unit. А суперскалярный их еще и запускает не в порядке выборки.
Но архитектурном уровне все равно поддерживается иллюзия последовательного выполнения.
Rubiorif
02.06.2026 18:22Это просто вводная лекция, чтобы первокурсники не разбежались от скуки на первой неделе. Начнут с транзисторов - до сессии доживет полтора землекопа
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22А какая разница, если потом успешно сдавших сессию отсеят работодатели во время интервью?
ArtMan99
02.06.2026 18:22Логично строить обучение снизу вверх, но подход сверху вниз тоже работает. Даем абстракцию ОС, а потом постепенно спускаемся под капот к прерываниям и ассемблеру
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Но тогда начинается жонглирование словами, которые не несут физического смысла. Я выше написал:
Вот возмем фразу "параллельные процессы в операционной системе". Что значит "параллельные"? Микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной (оставим за скобками prefetch а также выборку нескольких инструкций из строки кэша в fetch unit итд). Где берется параллельность? Как это объяснить без упоминания слов "прерывания" и "сохранения регистров которые входят в контекст процесса"? Вот и пререквизиты.
aimoroz
02.06.2026 18:22Ровно такое же жонглирование словами будет и в обратном случае: "И какая конкретно команда процессора используется, когда я выполняю клик на "Пуск"?
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Тут ничего жонглировать не нужно. При нажатии на кнопку мыши происходит транзакция на шине USB которая либо выставляет бит в memory-mapped регистре ассоциированном с данным устройством, либо вызывает прерывание, которое обрабатывается драйвером. При входе в обработчик прерывания первая команда может быть например сохранение регистра, который предполагается использовать для проверки причины прерывания. Это все можно продемонстрировать на плате с встроенным процессором.
unreal_undead2
02.06.2026 18:22Кстати, не конкретно эта, но смежная тема меня сейчас практически интересует. Сразу после включения ноутбука эмулируемый i8042 даёт работать с клавой, но на любые обращения к мыши выдаёт fc (error). Тачпад GT7863 вроде как в PS/2 эмуляцию умеет, но вопрос как её включить. Всяческие команды инициализации/тестирования самого i8042 и aux пробовал, ничего не меняется. Винда и линукс, скорее всего, работают через I2С, но хочется с минимальными телодвижениями поднять PS/2.
yursdan
02.06.2026 18:22Хотел было поинтересоваться, зачем начинающая преподавательница вдруг изобретает давно уже изобретённый велосипед, но вспомнил старые байки про академическую литературу в некоторых университетах. Те истории, где студентам для положительного результата полагается готовиться непременно по материалам "от местной профессуры" с доступом к оным материалам за отдельные деньги. Когда затейливые эрзац-"знания" и "формулы замещения" реальных знаний в сопровождении эклектичных "corner case'ов" как раз и являются искомыми признаками того, что студент готовился к экзамену/курсовой "как следует". И если это на самом деле так, то речь просто идёт о действительно перспективной начинающей преподавательнице )))
С другой стороны, когда реальная цель у системы зарабатывать (осваивать) как можно больше денег - вполне естественный результат.
WASD1
02.06.2026 18:22Для себя я выделил 2 основных вида людей по склонностям "какое объяснение они понимают".
Для одних лучше подходит теоретическое объяснение - ну примерно как курс матанализа в физмат-школах (или стары объяснения ЯП - на основе формальных грамматик).Для других - около-практические. Примерно как пишутся современные доки на ЯП (Python / Rust). Когда даются практические примеры показывающие ключевую, объясняемую ЗДЕСЬ И СЕЙЧАС особенность. При этом допускается видеть что-то незнакомое, если оно +/- понятно (ну например import).
При этом большинству людей явно ближе второй подход: от знакомого к незнакомому, при этом всегда есть "вот эта магия примерно так работает, объясним потом".
YuriPanchul Автор
02.06.2026 18:22Что значит "примерно так работает"? Чем это отличается от "энергия випасанны пошла через чакры"? Я написал ниже:
Что вы будете делать, если во время лекции после ваших слов "параллельные процессы в операционной системе" - встанет какой-нибудь студент и спросит:
"Что значит "параллельные"? Микроконтроллер выбирает инструкции из памяти по одной (оставим за скобками prefetch а также выборку нескольких инструкций из строки кэша в fetch unit итд). Где берется параллельность?"
Как вы это объясните без упоминания слов "прерывание" и "сохранение регистров которые входят в контекст процесса"?
WASD1
02.06.2026 18:22>Чем это отличается от чакры
Тем что есть гарантии API.
Скажем ни один человек, ни даже всё человечество не знает как работают физические законы до самого конца - но это не мешает конкретным людям пользоваться формулами (которые просто API предоставляемые физическими дисциплинами).
> что значит примерно так работает.
Это значит, что я отдаю себе отчёт, что есть сложные контринтуитивные вещи (*) которые студенты до конца не поймут пока не попробуют руками на практике, гораздо бОльшей, чем написать лабораторку.
*) (параллельность тредов, скажем не настолько сложная). А например Memory Ordering (лежащие под ним понятия, что нет никакого "момента" когда операция применилась к кэшу или другой распределённой системе - есть лишь гарантии наблюдаемости другими операциями) - это настолько контринтуитивно, что большинство студентов не поймут ни после лекции ни из лаботаторки возможного на практике размера.
=========================================
Заметьте я не говорю, что курс хороший, а лишь подход имеет право на существование.Поэтому предположим я бы читал "архитектуру компьютеров" - по классической иерархии абстракций сверху вниз: проблема - программа - платформа - ISA - microarchitecture - RTL - ... и прозвучал бы ваш вопрос "что такое параллельность".
Хорошо, что ты задал такой вопрос, даже если абстракции не текут, то знание на 2 уровня абстракции в глубину позволяет принимать более качественный решения при работе над "своим" модулем.
Однако: единственный индустриальнйы способ разрабатывать сложные системы это модульность (с использованием интерфейсов) - которая подразумевает, что у нас есть гарантии от нижележащего (его API) и на их основе мы должны предоставить более удобные и богатые абстракции вышележащему слою с какими-то гарантиями(наше API).
Параллельность обозначает что мы не можем никак закладываться ни на какой порядок исполнения команд (для программы инструкций для ISA), за исключением эксплицитно прописанных синхронизаций (однако на конкретных платформах можем).
Про многопроцессорную параллеьность мы пройдём в главе "диайн SoC", про SMT-параллеьность мы узнаем после прохождения AoO-конвейр CPU. Про самый простой вид параллельности с разделением времени - сразу после главы "прерывания".
Сейчас ты оперируешь неправильными абстракциями. А именно ты не разделяешь понятия "видимость результатов операции" и "исполнение операции". Объяснять разницу сейчас - потребует слишком много времени, но ты всегда сам можешь про это прочитать.
К стати "1" и "2" (как и сама классическая иерархия абстракций) - наверное самые efficient общеинженерные знания (по соотношению чего простого слильно не хватает большинству студентов) которые нужно давать в институте.
vadimr
02.06.2026 18:22Параллельность обозначает что мы не можем никак закладываться ни на какой порядок исполнения команд (для программы инструкций для ISA), за исключением эксплицитно прописанных синхронизаций (однако на конкретных платформах можем).
Это асинхронность.
unreal_undead2
02.06.2026 18:22При асинхронности на одном ядре можно по крайней мере на sequential consistency полагаться.
Crevice
Мне кажется было бы вернее написать не почему неправильно, а как сделать правильно, предложить свой план с объяснениями. То, что айтишники работают в Макдональдсе конечно плохо, но тут вопрос комплексный - как они закончили университет, если не имеют знаний, почему сами не восполнили то, чего не хватало в учебнике - в девайсе для просмотра тиктоков есть мощный поисковик.
И у вас по-моему грамматическая ошибка в предпоследнем абзаце
YuriPanchul Автор
Ну как окончили университет это понятно - в США родители платят университетам сотни тысяч долларов за ребенка, поэтому их не стоит огорчать, а стоит ставить оценки по медиане - то есть кто лучше большинства - A то бишь пять, кто хуже C то бишь три.
Vydra77
Почему самим не восполнить нехватку знаний: студент же протирает штаны в колледже/университете, усердно выполняет какие-то задачки, он и сам абсолютно уверен, что всё правильно – не будут же преподы рисовать ему оценки просто так? А они будут, потому что иначе придётся признать, что их учебная программа, мягко скажем, несовершенна.
Rubiorif
Студенты идут за корочкой, а не за знаниями о кэш-линиях. Реальная учеба начинается на первом проде, когда сервак падает по оом
unreal_undead2
Не все такие, мне скажем один третьекурсник на интервью достаточно внятно рассказал про кеши и таблицы страниц, разве что про VIPT не знал.
SIISII
А я б про кэши и таблицы страниц рассказал бы в 16-17 лет, когда познакомился с этим на реальном железе... В общем, если человеку интересна некая тема, он и сам её изучает, а если неинтересна -- никакой вуз не поможет (и вопрос только в том, а нафига такой человек в вузе?)