浅谈计算机系统——引子

说起计算机,先看如下数学模型:

针对计算机来说,中间一块就是CPU中的运算器,那么我们的计算机模型应该是这样:

所以才说中央处理器CPU、存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。

然后我们开始演进~~

First :

一开始只需要CPU和寄存器就可以搞基,各种high;

可是后来发现寄存器完全装不下东西,所以我们搞个内存,可以放各种参数之类的。

second:

由于寄存器芯片过贵,在考虑成本下我们的内存都采用的比较慢速的设备。那内存完全跑不赢CPU啊,CPU总是等啊等,花儿都谢了。

所以我们在CPU和内存之间,采用运算速度较强的内存,即高速缓存。现今计算机架构来说,已经出现的有三级缓存。

Third:

内存太小了啊,完全装不下这个大千世界了啊。并且严重的是内存一般为电容性器件,关机则消失,比如DRAM。

所以我们的外存登场,当然现在我们经常看到的就是磁盘了。

Fouth:

本来相对于CPU,内存就够慢了,天啊,这磁盘什么的简直慢到睡着了。

DMA出马,代替CPU完成读取写入等待等工作,和磁盘交互。

Sixth:

设备好多,没法最开始那样一对一了,所以就来个总线对接下吧。

这么多设备和CPU打交道,信号过来我都不知道谁的,所以加个ID标识吧。

Seventh:

磁盘慢?其实还有很多更慢的I/O等设备。CPU需要和这么多设备打交道,那如何是好,不可能一直等,所以想到了切换,通过中断技术实现。

 Eighth:

内存和磁盘直接对接,也出现了速度不匹配的问题,所以缓存再次出现,再次以空间换取时间。

 Nigth:

 内存虽然够大了,但是很多时候还是无法放下进程的临时数据啊,对,我们总是觉得电脑或者手机怎么越用越卡,就这出了问题。

但是磁盘很大啊,所以我们可以考虑先把一半部分数据放入磁盘,window叫虚拟缓存,linux叫交换空间。

可是磁盘的读取速度很慢啊,CPU直接从内存读取多快,哎,这可难办了啊

天啊!就这么简单的介绍,管理起来就够麻烦了。我玩计算器,莫非还要我懂这些才能玩?显然不是,那么就得让人管理啊,因此操作系统出现了。

操作系统作为大管家,管理着时间和空间,带领硬件大小朋友们,和你一起走向了人生巅峰!

猜你喜欢

转载自www.cnblogs.com/daiaiai/p/10546516.html
今日推荐