深刻理解计算机操做系统：第1章 计算机系统漫游（学习笔记）

计算机系统是有软件和硬件组成的，它不是纯粹的软件，更不是硬件。

 

系统硬件组成中的I/O设备不是直接与总线相连，而是经过一个中间设备：控制器/适配器来链接。控制器和适配器的区别在于它们的封装方式，控制器是设备或者主板上的芯片组，而适配器是插在主板上的卡，按我我的理解，通俗来讲应该是可否插拔的区别？（此处不是很肯定，欢迎纠错。）

 

系统硬件组成的一个重要成员是处理器，也即CPU。CPU像一个小工厂车间同样，里面有不少部分组成，示意图以下：

 

CPU从开机加电开始，直到断电关机一直在执行指令，根据冯诺依曼体系结构，指令是放在内存当中的。所以CPU内部有个寄存器专门用于存储指令的内存地址，该寄存器指向的指令不断被CPU取出并执行，而后指向上一条指令后面的指令。这里的寄存器是CPU内部的一种存储硬件，很是小，很是快。

从上面的示意图能够看到，实际的寄存器是CS:IP，而书本上用的词汇是PC，这里的PC是一种概念定义，而CS:IP是具体实现。

 

高速缓存也属于CPU内部的一种存储硬件，为何会有高速缓存？虽然内存很快，可是CPU通过这几十年的发展，速度比内存还快，速度差距甚至在100倍左右。为了减少这种差距，解决方法是缓冲，根据计算机程序运行的局部性原理，咱们只须要加很小的更快速度的存储空间就能实现很好的缓冲效果。局部性原理是指CPU访问存储器时，不管是存取指令仍是存取数据，所访问的存储单元都趋于汇集在一个较小的连续区域中。也就是说，某一时刻在某一内存处的操做，在下一时刻的将进行的操做也会在以前操做的内存附近。所以咱们只须要很小的存储空间就能解决速度不匹配的问题。除了的局部性原理的缘由以外，新增长的更快速度的存储硬件之因此很小，是由于存储硬件速度越快，其价格越贵，所以只能配备很小的存储硬件。

 

 

CPU中的这种高速缓冲硬件叫作cache，一般有好几个层次，通常有3层，目前的配置稍高的笔记本甚至有4层，这就是所谓的L一、L二、L3缓存，一般咱们会在电脑包装的参数表上或者使用硬件检测软件看到，以下图：