1.4.1 系統的硬件組成
1、 總線(BUS)
總線是整個系統的電子管道,如果把機子比作人體,那麼總線就是血管(這個比喻不是很恰當,但不扣細節的話可以這麼認爲,原因看下文)
總線分爲三部分: 總線控制器、接口、傳輸線(這纔是真正的血管,傳輸線傳輸電流,血管傳輸血液)
總控制器: 把控全局,因爲總線四通八達,與各個部件連接,所以必須有個掌控全局的角色.
接口: 總線與部件的連接處,由一個三態門和緩衝寄存器組成,三態門決定總線是否是要向這個組件傳輸數據,三個狀態分別是0、1和高抗阻.
傳輸線: 傳輸電子(信號)的電導線.分爲信息線,電源線,地線等.其中信息線又細分爲數據總線、地址總線和控制總線.
資料: https://www.docin.com/p-936761978.html
2、I/O設備
輸入設備、輸出設備、磁盤設備. 每個I/O設備都通過一個控制器或者適配器與I/O總線相連.控制器是I/O設備本身或者系統的主印製電路板(主板)上的芯片組;適配器是一塊插在主板插槽上的卡.
3、主存
主存是一個臨時存儲設備,在處理器執行程序時,用來存放程序和程序處理的數據.從物理上來說,主存是由一組動態隨機存儲器(DRAM)芯片組成.從邏輯上來說,存儲器是一個現象的字節數組,每個字節都有其唯一的地址(數組索引),這些地址是從零開始的.(現代計算機使用的是CPU、主存、輔存三級存儲系統)
隨機存儲器（RAM）：（Random Access Memory）我們不僅可以從中讀取數據，而且還可以寫入數據。但是機器電源關閉時，它中數據就會丟失。內存條（SIMM）就是把RAM集成塊集中在一小塊電路板上。
只讀存儲器（ROM）：（Read Only Memory）它是把數據或程序永久保存在其中，不能更改，只能讀取。即使機器斷電，數據也不會丟失。
高級緩存（Cache,基於SRAM）：它是介於CPU與內存之間，常用有一級緩存（L1）、二級緩存（L2）、三級緩存（L3）（一般存在於Intel系列）。它的讀寫速度比內存還快，當CPU在內存中讀取或寫入數據時，數據會被保存在高級緩衝存儲器中，當下次訪問該數據時，CPU直接讀取高級緩衝存儲器，而不是更慢的內存。
L1高速緩存: 容量可以達到數萬字節,訪問數據幾乎與寄存器一樣快
L2高速緩存: 容量爲數十萬到數百萬字節,訪問數據速度比L1慢5倍,但比訪問內存快5~10倍.輔助存儲器又稱外存儲器（簡稱外存）。它是指除CPU緩存和計算機內存以外的存儲器。
4、處理器
中央處理單元(CPU),是解釋(或執行)存儲在主存中指令的引擎.其構成包括PC(程序計數器)、寄存器文件、ALU(算數、邏輯單元)、總線接口.
PC: 一直都指向主存中的某條機器語言指令(實際是執行該條指令的內存地址),當一條指令執行結束或者跳轉時,指令會修改PC的值使其指向下一條指令地址.
寄存器文件:一個小的存儲設備,由一些單個字長的寄存器組成,每個寄存器都有唯一的名字.8個32位通用寄存器:eax，ebx，ecx，edx，ebp，esi，edi，esp（x86體系結構CPU).
ALU: 計算新的數據和地址值.
總線接口: CPU與外界相連的出入口.
下面是一些簡單操作的例子，CPU在指令的要求下可能會執行這些操作:
●加載:從主存複製一個字節或者一個字到寄存器，以覆蓋寄存器原來的內容。
●存儲:從寄存器複製一一個字節或者一個字到主存的某個位置，以覆蓋這個位置上原來的內容。
●操作:把兩個寄存器的內容複製到ALU，ALU對這兩個字做算術運算，並將結果存放到一個寄存器中，以覆蓋該寄存器中原來的內容。
●跳轉:從指令本身中抽取一個字，並將這個字複製到程序計數器(PC)中，以覆蓋PC中原來的值。
1.4.2 運行hello程序
1、用戶在命令行輸入./shell: USB控制器接受用戶輸入“hello”,傳入寄存器,然後由寄存器傳入主存.
2、用戶敲下回車: shell執行一系列指令加載hello文件,這些指令將hello文件內的代碼從外存複製到主存中,其中包括最終輸出的“hello,world\n”.
3、執行代碼: 一旦代碼被加載到主存內,處理器就開始執行hello程序的main程序中的機器語言指令.這些指令將“hello,world\n”字符串的字節從主存複製到寄存器文件,再從寄存器文件中複製到顯示設備,最終顯示在屏幕上.
