计算机基础知识对程序员来说有多重要？( 二 ) _经验知识

哈希表。用于实现索引节点、文件系统完整性检查等
红黑树用于调度、虚拟内存管理、跟踪文件描述符和目录条目等
Radix 树。用于内存管理、NFS 相关查找和网络相关的功能
......
上面这些例子是关于数据结构的。我再举一个算法的例子。
同样的也来思考一个问题：计算机的缓存容量无论再大。缓存满了还是要删除一些内容。给新内容腾位置。
那么删除哪些内容呢？我们肯定希望删掉哪些没什么用的缓存。而把有用的数据继续留在缓存里。方便之后继续使用。那么。什么样的数据。我们判定为「有用的」的数据呢？
这个时候采取的策略就是 LRU 缓存淘汰算法。
LRU 的全称是 Least Recently Used 。也就是说我们认为最近使用过的数据应该是是「有用的」。很久都没用过的数据应该是无用的。内存满了就优先删那些很久没用过的数据。
具体的关于 LRU 缓存淘汰算法的介绍可以看我之前写的一篇文章。
二、操作系统
先来看一下操作系统都有哪些内容。

文章插图
现代计算机系统由一个或多个处理器、主存、打印机、键盘、鼠标、显示器、网络接口以及各种输入/输出设备构成。
说实话。程序员不可能会掌握所有计算机系统的细节。所以在硬件的基础之上。计算机安装了一层软件。这层软件能够通过响应用户输入的指令达到控制硬件的效果。从而满足用户需求。这种软件称之为操作系统。它的任务就是为用户程序提供一个更好、更简单、更清晰的计算机模型。
我们依旧通过一个例子来解释操作系统在工作中的帮助。
例子来源于知乎大佬 @invalid s。
比如说。做一个网络代理软件。不过是从 socket 上收一个包然后转发给另一个 socket 而已。这好像和操作系统没多大关系吧？
但真做了。你会发现。用一个线程处理网络 IO 。只要写对了。那么哪怕系统压力很大。只要 CPU 顶得住。就可以保证引入的延迟总是在几个毫秒之内；但如果用了多线程分别处理收/发。那么只要网络压力稍大。引入的延迟就会增加。很快额外延迟就可能突破几十个毫秒（这实际上已经完全不能用了）。
想搞明白这是为什么。对操作系统调度原理、时间片等概念没有足够深刻的理解。是不可能的。
尤其是。当你突然遇到类似“系统压力一大网络延迟急剧升高”的 bug 时。如果对操作系统没有深入理解。你连准确描述都做不到。连查资料、求帮助都不知道该往哪个方向努力。更不用说 debug 了。
换句话说。你可以不造轮子。但是你要知道这轮子是怎么造的。否则你连问问题都不知道如何去描述。
再降维一点。你总要掌握如何安装 Windows 系统吧。否则妹子让你去她房间里修电脑你都只能拒绝掉！
三、编译原理
众所周知。编译技术是计算机科学史上的明珠之一。
对于编译原理。很多程序员的困惑就是：我也不会去设计一门新的编程语言。有必要学习编译原理吗？学了有什么用呢？
实际上。编译原理不是用于炫耀的屠龙技。程序员在工作中经常会碰到需要编译技术的场景。比如：
编写界面模板引擎；
为项目编写各种各样的 DSL；
深度理解甚至开发出 Spring、Hibernate、阿里巴巴 Druid 这样的工具。
除此之外。解析用户输入。防止代码注入。为前端工程师提供像 React 那样的 DSL 。像 TypeScript 那样把一门语言翻译成另一门语言。像 CMake 和 Maven 那样通过配置文件来灵活工作。运维工程师分析日志文件等等高级别的需求。都会用到编译技术。
当然。说实话。编译原理并非随随便便就能入门的！
换言之。需要准备一些基础知识在学习。
编译原理的学习和实践通常基于对计算机编译过程、计算机基本工作原理、甚至一定的数学知识有一定积累。这些知识分别分布并应用在了编译原理的不同阶段。
没有这些基本知识的积累。很快就会在某个阶段由于功底不够而无法再继续后面的学习。
所以不要一开始就去啃编译原理。
四、计算机组成原理