系統(tǒng)的硬件組成
1．總線
2．CPU
3．內(nèi)存
4．主板
5．光驅(qū)
6．硬盤
7．鼠標(biāo)
8．鍵盤
9．顯示器
這是我所能一下子想到的一臺(tái)完整PC的硬件了，圖形表示：
總線：貫穿整個(gè)系統(tǒng)的是一組電子管道，稱為總線，它攜帶信息字節(jié)并負(fù)責(zé)在各個(gè)部件之間傳遞。通?？偩€，被設(shè)計(jì)成傳送定長的字節(jié)快，也成為”字“。字中的字節(jié)數(shù)是一個(gè)基本的系統(tǒng)參數(shù)。
I/O設(shè)備：圖中下面4個(gè)都屬于輸入輸出設(shè)備，磁盤作為存儲(chǔ)設(shè)置，也可以讀取。
每個(gè)I/O設(shè)備都是通過一個(gè)控制器或適配器與I/O總線連接起來，控制總線和適配器之間的區(qū)別，在于他們的組成方式，。無論如何，他們的功能都是在I/O總線和I/O設(shè)備之間傳遞信息。
主存（內(nèi)存）：
是一個(gè)臨時(shí)的存儲(chǔ)設(shè)備，在處理器執(zhí)行程序時(shí)，它被用來存放程序和程序處理的數(shù)據(jù)。物理上來說，主存是一組DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器）芯片組成的。邏輯上來說，存儲(chǔ)器是一個(gè)由一個(gè)線性的字節(jié)數(shù)組組成的，每個(gè)字節(jié)都有自己唯一的地址（數(shù)組索引），這些地址都是從0開始。一般來說，組成程序的每條機(jī)器指令都由不定量的字節(jié)構(gòu)成。
處理器：CPU
處理器的核心是一個(gè)被稱為程序計(jì)數(shù)器（PC）的字長大小的存儲(chǔ)設(shè)備（或者說寄存器register）。在任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，PC都指向主存中的某條機(jī)器語言指令。
緩存
根據(jù)機(jī)械原理，較大的存儲(chǔ)設(shè)備，要比較小的存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行得慢，而塊數(shù)設(shè)備的造價(jià)高于低速同類設(shè)備。比如，一個(gè)典型系統(tǒng)上的磁盤驅(qū)動(dòng)器可能要比主存大100倍，但是對(duì)處理器而言，從磁盤驅(qū)動(dòng)器上讀取一個(gè)字的時(shí)間開銷要比從主存中讀取的開銷大00萬倍。
處理器芯片上的L1高速緩存的容量可以達(dá)到數(shù)萬字節(jié)，訪問速度幾乎和寄存器堆一樣快，一個(gè)容量為數(shù)十萬到數(shù)百萬的更大的L2高速緩存是通過一條特殊的總線連接到處理器的。進(jìn)程訪問L2的時(shí)間要比訪問L1的開銷大5倍，但是仍然比訪問主存的時(shí)間快5~10倍。L1L2采用的是一種叫做靜態(tài)隨機(jī)訪問技術(shù)SRAM實(shí)現(xiàn)的。
操作系統(tǒng)管理硬件
虛擬存儲(chǔ)器
虛擬存儲(chǔ)器是一個(gè)抽象的概念，它為每個(gè)進(jìn)程提供了一個(gè)假象，好像每個(gè)進(jìn)程都在獨(dú)占地使用主存，每個(gè)進(jìn)程看到的存儲(chǔ)器都是一致的，稱之為虛擬地址空間。
程序代碼和數(shù)據(jù)：代碼從同一固定地址開始，緊接著是和C全局變量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)代碼和數(shù)據(jù)區(qū)是由可執(zhí)行目標(biāo)文件直接初始化的。
堆：代碼和數(shù)據(jù)區(qū)后緊隨的運(yùn)行時(shí)堆，代碼和數(shù)據(jù)區(qū)是在進(jìn)程一旦開始就被執(zhí)行了大小的，堆可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展
共享庫：在地址空間的中間附近是一塊用來存放像C標(biāo)準(zhǔn)庫和數(shù)學(xué)庫這樣的共享庫
棧：位于用戶虛擬地址空間頂部的是用戶棧，編譯器用它來實(shí)現(xiàn)函數(shù)調(diào)用。和堆一樣，用戶棧在程序執(zhí)行期間，可以動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展和收縮。
內(nèi)核虛擬存儲(chǔ)器：內(nèi)核是操作系統(tǒng)總是駐留在存儲(chǔ)器中的部分，地址空間是頂部的1/4部分是為內(nèi)核預(yù)留的。
程序的執(zhí)行，基本
從系統(tǒng)通電開始，到系統(tǒng)斷電，處理器一直在不斷地重復(fù)執(zhí)行基本任務(wù)：從程序計(jì)數(shù)器（PC）指向的存儲(chǔ)器讀取指令，解釋指令中的位，執(zhí)行指令指示的簡單操作，然后更新程序技術(shù)區(qū)指向下一條指令，而這條指令并不一定在存儲(chǔ)器中和剛剛執(zhí)行的指令相鄰。
這樣的簡單操作，在主存/寄存器堆（register file）、算術(shù)邏輯單元（ALU）之間循環(huán)。寄存器是一個(gè)小的存儲(chǔ)設(shè)備，由一些字長大小的寄存器組成，這些寄存器每個(gè)都有唯一的名字。ALU計(jì)算新的數(shù)據(jù)和地址值，下面是一個(gè)CPU指令，在要求下可能會(huì)執(zhí)行的操作：
1．加載：從主存拷貝一個(gè)字節(jié)或者一個(gè)字到寄存器，覆蓋寄存器原來的內(nèi)容
2．存儲(chǔ)：從寄存器拷貝到一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字到主存的某個(gè)位置，覆蓋這個(gè)位置上原來的內(nèi)容。
3．更新：拷貝兩個(gè)寄存器的內(nèi)容到ALU，ALU將兩個(gè)字相加，并將結(jié)果存放到寄存器中，覆蓋該寄存器中原來的內(nèi)容
4．I/O讀：從一個(gè)I/O設(shè)備中拷貝一個(gè)字節(jié)或者一個(gè)字到一個(gè)寄存器
5．I/O寫：從一個(gè)寄存器中拷貝一個(gè)字節(jié)或者一個(gè)字寫到一個(gè)I/O設(shè)備
6．跳轉(zhuǎn)：從指令本身抽取一個(gè)字，并將這個(gè)字拷貝到程序計(jì)數(shù)器中，覆蓋PC中原來的值
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