本帖更新一些关于计算机组成原理的重点内容。由于博主考研时并不会考这门课,但是考虑到操作系统中又很多重要晦涩的概念涉及很多诸如内存、存储器、磁盘、cpu乃至各种寄存器的知识,此处挑选一些核心的内容总结复盘一遍——实现声明:本帖的内容注重知识扩展,而非纯应试~
配套课程:王道考研
一.计算机的发展
计算机系统=硬件+软件(硬件决定了性能天花板,而软件又决定了能将性能发挥到什么程度~)
计算机在处理数字计算时,本质上是在处理一系列电信号,逻辑原件是处理电信号的最小单元
自从奔腾系列开始,CPU基本上进入64位的字长~
java与Python等语言是更适合于网络环境的编程语言。
二.计算机硬件的基本组成
为了解决ENIAC需要手动接线的弊端,冯诺依曼第一次提出了存储程序的概念!
本质在于——解决了手动操作的缺点。
如上是冯诺依曼体系结构。
(所谓软件与硬件在逻辑上等价,要联想OS中临界区用软件和硬件实现互斥的两种对立情况!)
进化:现代计算机以存储器为核心!
而当大规模集成电路出现后, 运算器和控制器往往集成在一个芯片上:
而这个芯片就是常说的——CPU。
注意:主存即所谓的内存~
而辅存(存储、磁盘),本质上应该归结为IO设备~
三.硬件工作原理
1.主存储器
存储字长通常情况下为8个bit的整数倍~
存储元的实现细节本质上是依靠电容实现的。
注意:ISP(运营商)所提供的100兆宽带,单位是100Mbps,其中的b象征的是bit而并非字节,换算下来将近12.5MB每秒,结合计网的知识,带宽只是理想状态下的网速,因此假使办理的宽带为所谓的1000兆,实际上的最高网速也只有125MB/s,而在实际使用时,可能达到20MB已经是最大值了~
2.运算器
核心在于ALU——算术逻辑单元,造价很高。
3.控制器
核心在于CU。
高级语言代码的执行原理均为一连串的二进制码组成(机器指令)。
指令完成后,PC实现自加1。
而当运行到停机指令时,这时操作系统需要通过中断处理或者系统调用来终结当前进程的执行~
四.系统层次结构
下层是上层的基础,上层是下层的扩展~
五.性能指标
1.总容量
2.CPU性能主频
主频越高的CPU速度越快
CPI:执行一条指令需要的时钟周期
(具体时间与其他因素有关)
平均执行一条指令的耗时:CPI*CPU时钟周期
(频率类的信息,G代表10的9次方)
3.其他:
4.基准程序(某种跑分软件......)
通过设计好的程序代码,测试当前CPU执行目标代码所需要的时间。