操作系统基础-硬件系统

2018-12-17 15:22:05 george518 ...

一、计算机硬件系统的组成

  • 中央处理器
    • 运算单元
    • 控制单元
  • 主存储器
  • 外围设备
    • 输入设备
    • 输出设备
    • 存储设备
    • 网络通信设备
  • 总线

示意图:

二、存储程序计算机

冯·诺伊曼等人在1946年总结并明确提出,被称为冯·诺伊曼计算机模型
存储程序计算机在体系结构上主要特点

  • 以运算单元为中心,控制流由指令流产生
  • 采用存储程序原理,面向主存组织数据流
  • 主存是按地址访问、线性编址的空间
  • 指令由操作码和地址码组成
  • 数据以二进制编码

三、总线及其组成

总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是CPU、内存、输入输出设备传递信息的公用通道。
计算机的各个部件通过总线相连接,外围设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统。
按照所传输的信息种类,总线包括一组控制线、一组数据线和一组地址线。

  • 总线的类型
    • 内部总线:用于CPU芯片内部连接各元件
    • 系统总线:用于连接CPU、存储器和各种I/O模块等主要部件
    • 通信总线:用于计算机系统之间通信

四、中央处理器CPU

中央处理器是计算机的运算核心和控制单元,主要包括:

  • 运算逻辑部件:一个或多个运算器
  • 寄存器部件:包括通用寄存器,控制与状态控制器、以及高速缓冲存储器cache
  • 控制部件:实现各部件间联系的数据、控制及状态的内部总线,负责对指令译码、发出为完成每条指令所要执行操作的控制信号、实现数据传输功等功能的部件。

五、处理器与寄存器

六、存储器的组织层次

七、外围设备及其控制

设备类型

  • 输入设备
  • 输出设备
  • 存储设备
  • 机机通信设备

设备控制方式

  • 轮询方式:CPU忙式控制+数据交换
  • 中断方式:CPU启动/中断+数据交换
  • DMA方式:CPU启动/中断,DMA数据交换

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