1.1. 计算机系统基础知识
1.1.1. 硬件基本组成
基本硬件系统由 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 5 大部件组成。
运算器、控制器 等部件集成在一起,统称为 中央处理单元 ( Central Processing Unit, CPU )。
存储器 分为 内部存储器 和 外部存储器 。日常中前者我们一般称为 运行内存,后者称为 存储内存。
内部存储器: 速度高、容量小,一般用于临时存放程序、数据及中间结果。
外部存储器: 容量大、速度慢,可以长期保存程序和数据。
输入设备和输出设备合称为 外部设备 (简称外设)。
1.1.2. 中央处理单元
1. CPU 的功能
1) 程序控制。
2) 操作控制。
3) 时间控制。
4) 数据处理。
此外,CPU 还需要对系统内部和外部的中断或异常作出相应。
2. CPU 的组成
CPU 主要由 运算器、 控制器、 寄存器 和 内部总线 等部件组成。
1) 运算器
运算器 由 算术逻辑单元(Arithmetic and Logic Unit, ALU)、 累加寄存器(AC)、 数据缓存寄存器(DR) 和 状态条件寄存器(PSW) 等组成。用于完成计算机的各种算术和逻辑运算。
2) 控制器
控制器一般包括 指令控制逻辑、 时序控制逻辑、 总线控制逻辑 和 中断控制逻辑 等几个部分。控制器用于整个 CPU 的工作,它决定了计算机运行过程的自动化。
3) 寄存器组
寄存器组可分为 专用寄存器 和 通用寄存器。运算器和控制器中的寄存器是专用寄存器,作用是固定的。
3. 多核 CPU
核心 又称为 内核,是 CPU 最重要的组成部分。
多核 即在一个单芯片上面集成两个甚至更多个处理器内核。
多核 CPU 系统最大的优点是可满足用户同时进行多任务处理的要求。
单核多线程 CPU 是交替地转换执行多个任务,只不过交替时间很短,用户一般感知不到。