系統的硬體組成

2021-08-02 10:43:55 字數 1508 閱讀 7682

匯流排:它攜帶資訊位元組並負責在各個部件間傳遞。通常匯流排被設計成傳送定長的位元組塊,也就是字(4或8個位元組)

i/o裝置:系統與外部世界的聯絡通道。每個i/o裝置都通過乙個控制器或介面卡與i/o匯流排相連

主存:乙個臨時儲存裝置,在處理器執行程式時,用來存放程式和程式處理的資料

處理器:解釋或執行儲存在主存中指令的引擎。核心是乙個字長的儲存裝置(或暫存器),稱為程式計數器(pc)。在任何時刻,pc都指向主存中某條機器語言指令

處理器的指令集結構和微體系結構:指令集結構描述的是每條機器**指令的效果;微體系結構描述的是處理器實際上是如何實現的

執行hello程式:敲入回車-》(程式載入)將hello目標檔案中的**和資料從磁碟複製到主存-》(執行程式)處理器就開始執行hello程式的main程式中的機器語言指令,這些指令將「hello world\n」字串中的位元組從主存複製到(處理器),再從處理器複製到顯示裝置,最終顯示在螢幕上

快取記憶體至關重要

系統花費大量的時間把資訊從乙個地方挪到另乙個地方。針對處理器與主存之間的差異,系統設計者採用更小、更快的儲存裝置,即快取記憶體儲存器,作為暫時的集結區域,用來存放處理器近期可能會需要的資訊。位於處理器晶元的l1快取記憶體可以達到數萬位元組,訪問速度幾乎和訪問暫存器檔案一樣。乙個容量為數十萬到數百萬位元組的更大的l2快取記憶體通過一條特殊的匯流排連線到處理器。程序訪問l2快取記憶體的時間比訪問l1快取記憶體的時間長5倍,但是這仍然比訪問主存的時間快。l1和l2快取記憶體是用一種叫做靜態隨機訪問儲存器(sram)的硬體技術實現的。系統可以獲得乙個很大的儲存器,同時訪問速度很快,原因是利用了快取記憶體的區域性性原理,即程式具有訪問區域性區域裡的資料和**的趨勢。通過讓快取記憶體裡存放可能經常訪問的資料的方法,大部分的儲存器操作都能在快速的快取記憶體中完成

在處理器和乙個又大又慢的裝置(主存)之間插入乙個更小更快的儲存裝置(例如快取記憶體)的想法已經成為了乙個普遍的觀念。

儲存器層次結構

暫存器

l1快取記憶體(sram)

l2快取記憶體(sram)

l3快取記憶體(sram)

主存(dram)

本地二級儲存(本地磁碟)

遠端二級儲存(分布式檔案系統、web伺服器)

儲存器層次結構的主要思想是一層上的儲存器作為低一層儲存器的快取記憶體。因此,暫存器檔案就是l1的快取記憶體,l1是l2的快取記憶體,l2是l3的快取記憶體,l3是主存的快取記憶體,而主存又是磁碟的快取記憶體。

作業系統有兩個基本功能:

1)防止硬體被失控的應用程式濫用

2)向應用程式提供簡單一致的機制來控制複雜而通常大相徑庭的低階硬體裝置。

虛擬儲存器是乙個抽象的概念,它為每個程序提供乙個假象,即每個程序都在獨佔使用主存,每個程序看到的是一致的儲存器,稱為虛擬位址空間。

從乙個單獨的系統來看,網路可視為乙個i/o裝置。例如,當系統從主存將一串位元組複製到網路介面卡時,資料流經過網路到達另一台機器

檔案是對i/o的抽象,虛擬儲存器是對程式儲存器(主存和磁碟)的抽象,而程序是對乙個正在執行的程式的抽象,虛擬機器,它提供對整個計算機的抽象(作業系統、處理器和程式)。

硬體系統的組成

計算機的硬體由主機和外設組成,主機由cpu 記憶體儲器 主機板 匯流排系統 構成,外部裝置由輸入裝置 如鍵盤 滑鼠等 外儲存器 如光碟 硬碟 u盤等 輸出裝置 如顯示器 印表機等 組成。計算機硬體結構如圖1 3所示。名人堂 眾名人帶你感受他們的驅動人生 馬雲任志強李嘉誠柳傳志史玉柱 記憶體儲器 主機...

系統的硬體組成

貫穿系統的一組電子管道,攜帶資訊位元組並負責在各個部件間傳遞。通常匯流排被設計成傳送定長的位元組快,即字。字中的位元組數為乙個基本的系統引數,也就是乙個定值,現在多為64位的作業系統,即8個位元組。滑鼠 鍵盤 硬碟 顯示器,每個i o裝置都通過乙個控制器或介面卡與i o匯流排相連。控制器與介面卡之間...

嵌入式系統硬體組成

嵌入式系統的硬體主要包括 嵌入式處理晶元 嵌入式系統儲存器 i o介面及常用的i o裝置 典型arm處理晶元以及嵌入式互連通訊介面。嵌入式最小硬體系統有 電源電路 時鐘電路 復位電路 jtag測試介面 典型的嵌入式系統硬體有嵌入式最小系統 前向通道 後向通道 人機互動通到以及相互互聯通訊通道等組成。...