深入理解計算機系統第3版(筆記)

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概述

計算機硬件
總線
貫穿整個系統的是一組電子管道,稱作總線,攜帶信息字節並負責在各個部件間傳遞。

I/O設備
每個I/O設備都通過一個控制器或適配器與I/O總線相連。

主存
從物理上來說,主存是由一組動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片組成的。從邏輯上來說,存儲器是一個線性的字節數組,每個字節都有其唯一的地址(數組索引)。

  • DRAM(動態隨機訪問內存),隨機訪問內存只有在通電時才能記錄與使用,斷電後數據就消失了。(也稱揮發性內存)
  • SRAM(靜態隨機訪問內存)CPU內部第二層高速緩存。
  • ROM非揮發性內存。

CPU
解釋(或執行)存儲在主存中指令的引擎。處理器的核心是一個大小爲一個字的存儲設備(或寄存器),稱爲程序計數器(PC)。
精簡指令集(RISC)與複雜指令集(CISC)系統。
CPU的“外頻”與“倍頻”:外頻指的是CPU與外部組件進行數據傳輸/運算時的速度,倍頻是CPU內部用來加速工作性能的一個倍數,兩者相乘纔是CPU的頻率。
主板芯片組分爲北橋南橋,北橋的總線稱爲系統總線,因爲是內存傳輸的主要通道,所以速度較快;南橋是所謂的輸入輸出(I/O)總線,主要用於“聯繫”硬盤、USB、網卡等接口設備。

**CMOS:**記錄主板上面的重要參數
**BIOS:**寫入到主板上某一塊閃存或EEPROM的程序,開機執行,加載CMOS當中的參數,並嘗試調用存儲設備中的開機程序,進一步進入到操作系統。BIOS程序也可以修改CMOS中的數據。

操作系統
操作系統有兩個基本功能:防止硬件被失控的應用程序濫用;嚮應用程序提供簡單一致的機制來控制複雜而又通常大不相同的低級硬件設備。

進程
進程是操作系統對一個正在運行的程序的一種抽象。操作系統實現進程間交錯執行的機制稱爲上下文切換

併發和並行

數字計算機的整個歷史中,有兩個需求是驅動進步的持續動力:一個是我們想要計算機做得更多,另一個是我們想要計算機運行得更快

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