При настройке производительности торговой системы для достижения минимальных задержек приходится обращать внимание на все уровни системы, от программного до аппаратного. Желательно ознакомиться с железной частью компьютера, чтобы понимать, как и что работает в процессоре, в памяти и в сети. Так будет легче понять, почему именно эти настройки нужны в данном случае и вредны — в другом. С пониманием аппаратного слоя системы вы становитесь лучше как программист.
What Every Programmer Needs to Know about Memory
Классическая работа Ульриха Дреппера (Ulrich Drepper). Написана в 2007 году.
Подробно рассказано об устройстве подсистемы памяти и особенностях работы памяти в многопропроцессорных системах, которые собственно и используются в настоящее время в боевых торговых системах. Этот документ можно считать в некоторых вещах устаревшим, так как конструкции многопроцессорных систем поменялись в последнее время, но как введение в тему — документ очень хорош.
Inside the Machine: An Illustrated Introduction to Microprocessors and Computer Architecture
Великолепная книга. Издана в 2006 году и описывает постепенно эволюцию современных (на то время) микропроцессоров, вводя читателя в темы: вычислительный конвейер, суперскалярность, внеочередное исполнение команд, иерархия кэшей, отложенная запись, векторные расширения и прочая.
Эта книга прямо открывает глаза на многие вещи, на пальцах разъясняет, что как в процессоре работает. Так как написана в 2006 году — устарела в виду появления многоядерных процессоров. Но будьте уверены, после прочтения этой книги вам все будет понятно и в многоядерных процессорах.
Write Great Code
Двухтомник, который является как бы продолжением книги Inside the Machine. В первом томе опять рассказывается о том, что надо знать программисту о процессорах, а во втором томе — низкоуровневые нюансы программирования.
В ноябре 2019 года вышел третий том.
В 2020 году трехтомник обновился до 2-ого издания.
Computer Architecture: A Quantitative Approach
Классическая классика от Хеннеси и Паттерсона. Выдержала уже 6 изданий. Предназначена для инженеров компьютерных систем. Книга дает отличные сведения об аппаратном устройстве компьютера и современных тенденциях развития компьютерной техники. Интересно сравнить все издания этой книги друг с другом и проследить за эволюцией микропроцессоров на протяжение 20 лет!
Для тех кто хочет копать еще глубже: Computer organization and design — это вариант той же книги только для программистов вообще и системных программистов в частности, тех кто пишет драйвера, операционные системы, компиляторы. Книга теперь издается в двух вариантах: с примерами на командах процессора ARM и с примерами команд процессора RISC-V. Раньше примеры были с командами процессора MIPS, но это процессор сейчас встречается только во встроенных системах и уже не актуален на массовом рынке. Поэтому авторы решили стать ближе к реалиям.
Бесплатного супа больше не будет
Отличная статья Херба Саттера (Herb Sutter) о фундаментальной смене тенденций развития в микропроцессорной технике, произошедшей в 2007 году. Обязательно почитайте статью, чтобы понять, как и чем современные процессоры отличаются от процессоров 90-ых годов и начала 2000-ых. За счет чего они достигают бОльшей производительности несмотря на остановившийся рост тактовых частот.
How Computers Really Work — A Hands-On Guide to the Inner Workings of the Machine
Книга издана в самом конце 2020 года. Отличное введение в аппаратное обеспечение для программиста. В начале книги рассказывается об элементах устройства компьютера, а потом автор поднимается выше до уровня операционной системы, прикладных программ и языков программирования.
Вы заметили, что многие книги, которые я рекомендую, изданы издательством No Starch Press? Это связано с тем, что это издательство очень щепетильно относится к выбору авторов и к качеству издаваемого материала. Каждая книга подает ценный материал и подает его очень хорошо, с множеством качественных иллюстраций.
Если копать глубже
Великолепные книги, которые дают более подробную картину аппаратного обеспечения:
Digital Design and Computer Architecture
Книга больше ориентирована на проектировщиков микропроцессорной техники, но почитать ее будет полезно и программистам. В статье на Хабре дается краткое изложение этой культовой книги.
But How Do It Know? — The Basic Principles of Computers for Everyone
Просто отличная книга! Написана автором специально для тех, кто хочет разобраться в устройстве процессора, памяти начиная с элементарных блоков аппаратной логики. Всего 222 страниц, но на них автор отлично разжевывает устройство и работу оперативной памяти, регистров, арифметическо-логического устройства процессора и прочих элементов элементарного компьютера.
Как из одного логического элемента NAND можно построить весь компьютер, прекрасно продемонстрировано на этом сайте.
Algo & DMA: технологии биржевой торговли 