Un modelo simple ordenador puede abstraerse a la figura. CPU, memoria, dispositivos E / S, etc., están conectados por un bus del sistema, el bus se comunican entre sí.
1.3.1 Procesador
1, CPU: "el cerebro." De la computadora
2, la CPU interna registra algunas comunes: a las variables de la tienda y resultados temporales.
3, la CPU interna especializada registros visibles programador:
Contador de Programa : guardar la dirección de la siguiente instrucción a ser exagerado, actualizado a punto a la búsqueda de instrucción instrucciones posteriores.
- Puntero de pila : el punto actual a la parte superior de la pila de la memoria, que la pila contiene los parámetros de entrada relevantes, variables locales y variables temporales no se almacenan en el registro.
- La palabra de estado de programa (Program Status Word, PSW): contiene los bits indicadores, el bit CPU de control de prioridad, de modo kernel / modo de usuario y similares.
4, con el fin de mejorar la eficiencia, muchos mecanismo de CPU moderna tiene una pluralidad de instrucciones retira simultáneamente
Cumplida por unidad interna se ha podido recuperar, decodificador, la unidad de ejecución tres partes. Cuando las instrucciones Ejecuta CPU n, n + 1 puede decodificar la instrucción y la instrucción de lectura n + 2, de modo que, cuando se ejecuta la instrucción n, sin esperar, se puede ejecutar directamente n + 1, entonces n + 2, tal mecanismo, llamado la tubería (tubería)
4, cada CPU tiene su propio conjunto especial de instrucciones ejecutables por una
procesador x86 de Intel no puede llevar a cabo el programa SPARC de Sun, SPARC no puede ejecutar un programa de X86.
5, moles (Moore) Ley
El número de transistores de chips se duplica cada 18 meses.
6, el significado y defectos multi-hilo en el sistema operativo
(1) significa : Cada hilo en el sistema operativo parece como una única CPU, considere un sistema práctico de dos CPU, hay dos hilos por CPU, sistema operativo, por lo que parece hay cuatro CPU.
(2) Defecto : En el punto específico en el tiempo, sólo puede sostener dos CPU ocupado carga de trabajo, por lo que la programación de dos hilos en la misma CPU, mientras que otra CPU es completamente inactivo, tal eficiencia es mucho menor que alta la ejecución de un hilo en cada eficiencia de la CPU.
1.3.2 memoria
Sistema de almacenamiento es la capa superior de los registros de la CPU, y la CPU que utiliza los mismos materiales, tan rápido como la CPU, no hay retardo de acceso. capacidad de almacenamiento típico: CPU de 32 bits para la CPU 32x32, 64x64 bits a 64 bits,
El siguiente nivel es la memoria caché, la CPU lee los datos, si los datos en la línea de caché, entonces se produce un acierto de caché. Mejorar la memoria caché golpeó propicio para la mejora de la eficiencia.
1.3.3 disco (HDD)
En comparación con el disco RAM, bajo coste por bit es dos órdenes de magnitud o más, la capacidad es grande y caro, pero la velocidad de lectura es baja.
El disco tiene uno o más discos de metal giran a diferentes velocidades, la información escrita en el disco en una serie de círculos concéntricos. Comience con una cruz colgando borde mecánico en el disco, en cualquier posición dada del brazo, cada uno de los cabezales puede leer algún área anular, que se refiere como una pista (Track) . Todas las pistas en una posición dada del brazo se combinan juntos para formar un cilindro (cilindro) .
Cada pista está dividida en varios sectores , el sector es típicamente 512 bytes.
Cada disco tiene una cabeza de lectura y escritura de datos. Brazo se mueve de un cilindro adyacente al cilindro de toma alrededor de 1 ms, se mueven al azar a un cierto tiempo de un típico 5-10ms cilindros.
1.3.4 Tape
La última capa del sistema de memoria, tales medios se utiliza a menudo para el disco de copia de seguridad, y se puede ahorrar unos grandes conjuntos de datos.
dispositivos 1.3.5 E / S
1, el concepto de
Los dispositivos de entrada y de salida, tales como un teclado, ratón, impresora, la luz del disco duro. dispositivo de I / O generalmente comprende dos partes: un controlador de dispositivo y i / o propio dispositivo. El controlador se insertó en una placa de circuito o un conjunto de chips.
2, el controlador de dispositivo (controlador de dispositivo)
Cada tipo de controlador de dispositivo es diferente, requiere diferentes software de control, el diálogo especial con el controlador de la emisión de un comando y un software de recepción de respuesta llamado un controlador de dispositivo (controlador de dispositivo).
3, hay tres maneras de realizar la entrada y salida
(1) Los problemas del programa de usuario una llamada al sistema, a continuación, realizar I / procesos de O, CPU ha estado esperando datos de E / S hasta que el procesamiento de datos y devuelve los resultados después de procesado, la CPU antes de continuar con otros asuntos. Esto se conoce como la espera activa.
(2) a través del mecanismo de interrupción, la necesidad de E / S, dejo que el dispositivo de E / S para realizar la operación correspondiente, la CPU no tiene que esperar a este momento y continuar para hacer otras cosas, si la E / S ejecutado, para obtener los datos, y esta vez por la controlador de interrupciones iniciados CPU una interrupción, el procesamiento de datos de E / S obtenidos. CPU de procesamiento vernácula es dejar que otras cosas se ponen cuando los datos de E / S, la CPU decir, nos fijamos en la primera parada en lo que nos ocupa ahora, lo que desea los datos están listos, y ahora a usted, usted se ocupa de al lado.
(3) utilizando el chip de acceso directo a memoria (DMA, Direct Memory Access), el control directo del flujo de bits, los datos de DMA obtenidos iniciará una interrupción a la CPU.
1.3.6 autobús
** un bus serie universal (Universal Serial Bus, USB) ** se utiliza para configurar todos los dispositivos lentos de E / S, tales como un teclado y un ratón, conectados al ordenador. Todos los dispositivos USB para compartir un controlador de dispositivo USB, no es necesario un nuevo dispositivo USB para instalar un nuevo controlador de dispositivo, y que es sin reiniciar el sistema puede agregar un dispositivo USB al ordenador.
1.3.7 Iniciar el equipo
Pentium breve proceso de puesta en marcha
(1) tienen cada uno una junta de padres Pentium, se hace referencia anteriormente tiene un sistema básico de entrada y salida (Basic Input Output System, BIOS) del programa. Hay que subyace en el software de E / S, incluyendo la lectura de la escritura del teclado, la pantalla, la E / S, así como otros procesos dentro del BIOS.
(2) BIOS está en funcionamiento, el control de la cantidad de RAM, cada dispositivo de E / S ha sido instalado y una respuesta normal. A continuación, iniciar la búsqueda de bus ISA y PCI y encontrar todos los dispositivos conectados a la anterior (ya sea el equipo heredado o dispositivo Plug and Play ). Si los diferentes dispositivos cuando el equipo existente y la última salida, a continuación, configurar el nuevo dispositivo.
(3) han decidido poner en marcha el dispositivo en la memoria CMOS lista de dispositivos y BIOS tratando de almacenamiento. Ahora el usuario puede introducir un programa de configuración del BIOS en el sistema acaba de comenzar, la lista de los equipos que se desea modificar.
(4) sistema operativo pide BIOS, para obtener información de configuración. Una vez que tenga todos los controladores de dispositivos, que serán transferidos al núcleo del sistema operativo. A continuación, inicializar los formularios correspondientes, crear cualquier proceso en segundo plano requiere, e iniciar el programa de usuario o GUI en cada terminal.
