second thema:
處理器是如何讀取和執行相應的程式的,
在執行c源程式的時候,首先我們要在計算機中用到另外乙個程式,shell,這個是作業系統自帶的程式(unix),
在shell的提示行,下我們敲入命令,計算機執行相關的操作,等此源程式執行完後,shell會回到它的初始狀態,輸出乙個提示,(prompt),等待下一次程式的執行。
(當shell 發現在提示行輸入的不是內部命令,則自動認為是乙個源程式的名稱,然後找到相應源程式進行處理)
計算機是怎樣通過自己的結構來執行上文所謂的相關的操作,執行這個源程式的?
下面先介紹計算機基本的結構,
計算機的硬體組成結構
cpu central prossesor unit
usb universal serial bus
alu arithmetic /logic unit
pc program counter
buses,匯流排,
貫穿整個系統用來在各個部件中傳輸資料的通道集(electrical conduits collection),這些資料通常是幾個位元組的集合,這些集合被稱為words,字,
字長在不同的系統中各有不同,平常所有的inter pentium 平台的字長是4個位元組,
i/o devices.
基本組成,鍵盤,滑鼠,硬碟,以及顯示器,
每個輸入輸出裝置都是跟輸入輸出匯流排相連線的i/o bus,但是連線的方式有兩種,一種是通過controller(控制器),一種是通過adaptor(介面卡)。
兩種連線方式的具體不同點在於他們的包裝形式,controller 是在裝置本身或者主機板線路上的晶元,main printed circuit board, motherboard.
adaptor 是插在主機板上的插槽上的卡,(個人認為鍵盤屬於前者,controller裝在裝置本身,顯示器屬於後者,顯示卡插在主機板上);
除此,兩者的目的都是在i/o裝置和匯流排之間 傳輸資料。p.s 在系統中,i/o裝置和外部網路都被當做檔案處理。
main memory(主存,通常意義所說的記憶體)
主存是乙個短暫的儲存裝置,儲存處理器執行時所需要的資料和程式,
dram dynamic random access memory,動態隨機訪問記憶,
從物理 角度說,主存是乙個dram晶元的集合,邏輯上,記憶體是一些線性位元組陣列,這些位元組每個都有自己獨一無二的位址,而且每個位址都從
零開始。
p.s通常來說,每個組成程式的機器指令都由個數不同的位元組組成。這些位元組包括資料,變數名,和一些保留字。 但是資料的大小根據其型別改變。
processor 處理器,
cpu,simply processor, **處理器的核心部分是乙個幾個位元組大小的儲存裝置,叫做 pc,程式計數器,program counter,任何時候,它都指向主存裡的機器指令。
contiguous 靠近, 處理器從通電到斷電期間一直讀取pc指向的指令,翻譯,並且執行相關操作,pc一直指向下一步操作。
這些操作中有兩個,他們需要迴圈指向主存內的命令。 它們是register file 和arithmetic /logic unit(alu)。
前者是乙個小儲存裝置,由幾個位元組大小的暫存器組成,每個都有自己的名字,
後者計算出新的資料和位址的值,
幾個cpu可能執行的操作,
load,裝載,從主存內複製資料到暫存器,覆蓋暫存器中先前的資料。
store,儲存,從暫存器複製乙個位元組或字給主存中的乙個位置,覆蓋先前這個位置的資料。
update, 更新,將兩暫存器中的內容賦值給alu,alu將兩個資料相加並將結構存在暫存器,重寫先前暫存器中的內容。
i/o read,從i/o裝置中 讀取資料給暫存器。
i/o wirte,從暫存器中賦值乙個位元組給i/o裝置。
jump,(跳),從機器指令中抽象出字,將這個字賦值給pc,覆蓋pc中原來的值。
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