深入理解计算机系统之学习笔记二

1.4.1 系统的硬件组成

根据我的理解，把原图修改了一下，在USB控制器和硬盘控制器到I/O总线加了两根线。

1. 总线

在英文中称为bus，我的理解是不同组件之间连接的桥梁（如接口之间）。对于数据总线而言，一次传送定长的字节（一个字）。为了讨论的方便，在本书中以4       个字节为一个字长。

2. I/O设备

每个I/O设备都通过适配器或者控制器与I/O总线相连。

controller vs adapter?

controller是芯片组，而adapter是插在主板插槽上的卡。

3. 内存

主存是由DRAM(动态随机存储器)的芯片组成的。

4. 处理器

基本构成：PC(程序计数器)、寄存器、ALU（算术逻辑运算单元）

主要操作：1. 加载：从内存读取数据到寄存器。

   2. 存储：把寄存器的数据存放到内存中。

   3. 操作：

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这只是一个示意图，有可能ALU计算后的数据又放到EAX或者EBX中。

4.  跳转

1.4.2 运行hello程序

主要分为以下三大部分：

1. 从键盘输入hello，键盘输入的字符通过USB控制器，将字符输入到I/O总线上，然后再传送到I/O桥上，传送给CPU，再传送给内存，此时内存中包含了hello这个字符串。

2. 当用户输入回车时，shell程序会认为要执行hello这个可执行文件，会通过DMA，将硬盘的数据从硬盘直接加载到内存。其中包含了将要输出的字符串hello\n。

3. cpu从内存中取出数据，并计算后，把计算后的数据通过I/O桥和I/O总线，把数据输出到显示器中。

1.5 高速缓存至关重要

高速缓存存在于CPU中，把最近频繁使用到的数据和执行存到这里，加快了程序执行的效率。它的大小不大，但是访问速度几乎和寄存器差不多。它是由SRAM(静态随机存储器)组成的。好的CPU包含了L1、L2、L3三级缓存。

1.6 存储设备层次结构

这个层次结构说明了一个在计算机非常重要的哲学思想。也就是权衡。犹如空间复杂度和时间复杂度的关系。在不同应用场景上面，受到的限制不一样，所以侧重点也不太一致。

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最上面的优点是速度快，但是容量小，价格高。最下面的优点是容量大、价格低，但是速度慢。​