计算机硬件概览

hardware_ogranization

1. 总线

各个组件之间来回传送字节信息的电子管道称为总线

衡量传输信息多少的单位: word (一个固定大小的bytes块)

一个word中有多少个byte由系统来决定, 一般为4字节/8字节

2. IO设备

上图中有4个IO设备,分别是鼠标,键盘,显示器和硬盘

从上可以看出这4个设备并不是直接连接到总线的,而是通过2类不同的方式连接到IO总线的

1. controller: 置于IO设备本身的芯片组或者主板上的芯片组
2. adapter: 一块插在主板上的卡槽上的卡

3. 主存

临时的存储设备,用于存储程序和程序用到的数据

• 物理上: 由一堆DRAM组成

• 逻辑上: 可以看做是一个数组

4. 处理器

用于执行存储于主存中的指令,它的核心在于一个叫做PC的寄存器,在任何时间PC总是指向主存中的一个机器指令

5. hello 代码是如何加载执行的

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("hello, world\n");
}

5.1 从键盘读入hello 这个命令

具体组件流: (将hello读入内存)

1. usb controller
2. I/O bridge
3. bus interface
4. register file
5. I/O bridge
6. main memory

hello_read_command.png

5.2 从硬盘加载可执行代码到主存

具体组件流: (使用到了DMA,数据的copy没有cpu参与)

1. Disk
2. Disk controller
3. I/O bridge
4. main memory

hello_load.png

5.3 将字符串从寄存器堆输出到显示器

1. 将字符串hello, world\n 从内存copy到寄存器堆
2. 将数据从寄存器堆输出到显示器

具体组件流:

1. main memory
2. bus interface
3. register file
4. bus interface
5. I/O bridge
6. graphics adapter

hello_display.png

ref:

1. csapp chap1.4
2. IO设备的控制器 适配器