深入理解计算机系统之一 -- 系统硬件组成

臭大佬 2021-02-15 09:48:28 350
linux 
简介 这是《深入理解计算机系统<第三版>》的学习笔记。

说明

这是《深入理解计算机系统<第三版>》的学习笔记,学习做笔记是一个好习惯,希望今年能多读几本计算机基础类的书,基础打牢了,才能让自己有质的飞越。

系统硬件组成

总线

贯穿整个系统的是一组电子管道,称作总线它携带信息字节并负责在各个部件间传递 。通常总线被设计成传送定长的字节块,也就是字(word)。字中的字节数(即字长)是一个基本的系统参数,各个系统中都不尽相同。现在的大多数机器字长要么是4 个字节(32
位 ),要么是8个字节 (64 位 )。

I/O 设备

1/〇( 输入 / 输出)设备是系统与外部世界的联系通道 。作为用户输入 的键盘和鼠标 ,作为用户输出的显示器 ,以及用于长期存储数据和程序
的磁盘驱动器 (简单地说就是磁盘)。
每个 I/O 设备都 通过一个控制器或适配器与I/O 总线相连 。控制器和适 配器之间的区别主要在于它们的封装方式 。控制器是I/O 设备本身或者系统的主印制电路板(通常称作主板) 上的芯片组。而适配器则是一块插在主板插槽上的卡 。无论如何 ,它们的功能都是在 I/O 总线和 I/O 设备之 间传递信息。

主存(存储器)

主存是一个临时存储设备,在处理器执行程序时,用来存放程序和程序处理的数据 。从物理上来说, 主存是由一组动态随机存取存储器 (DRAM) 芯片组成的。 从逻辑上来说 ,存储器是一个线性的字节数组,每个字节都有其唯一的地址(数 组索引 ), 这些地址是从零开始的 。一般来说,组成程序的每条机器指令都由不同数量的字节构成 。与 C 程序 变量相对应的数据项的大小是根据类型变化的 。比如 ,在运行Linux 的 X86-64 机器上 , short类型的数据需要 2 个字节, int 和 float 类型需要 4 个字节 ,而 long 和 double 类型需要 8 个宇节。

处理器

中央处理单元 (CPU), 简称处理器, 是解释(或执行)存储在主存中指令的引擎 。处理器的核心是一个大小为一个字的存储设备(或寄存器), 称为程序计数器(PC)。在任何时刻, PC 都指向主存中的某条机器语言指令 (即含有该条指令的地址)。

硬件组成图