计算机组成一

一、主板：

主板上一般有BIOS芯片，I/O控制芯片，键和面板控制开关接口，扩充插槽，主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。

很多重要的配件如CPU、内存、显卡、芯片组等都是直接安插在主板上，同时也是支持硬盘、光驱等正常运行的承载体。

二、寄存器分类：

1、用来保存变量和临时结果的通用寄存器

2、程序计数器：保存将要取出的下一条指令的内存地址（地址可以跳跃）

3、堆栈指针：只想内存中当前栈的顶端，保存了有关的输入参数，局部变量和没有在通用寄存器中的临时变量

4、程序状态寄存器：(Program status word,PSW)包含了条码位，cpu优先级，模式（用户态或内核态）以及其他控制位。用户通常读入整个PSW，但只对其中少量字段写入，在系统调用和I/O中，PSW非常重要。

三、处理器（CPU）演变
1、每个品牌cpu有他的指令集，跨不了平台
2、取指、解码、执行-》
3、多线程和多核芯片：在cpu芯片中加入更大缓存-》处理逻辑增多，多线程超线程-》使用多核芯片的多处理器系统（2、4核）
进程是资源单位，线程是执行单位，一个cpu只能起一个进程，所以多进程是真并发，多线程是伪并发。
intel多核：每个cpu包含一级缓存，cpu之间通信通过二级缓存，共享L2需要更复杂的缓存控制器
amd多核：二级缓存在每个cpu上，难点：保持L2一致
64位、32位cpu:一次能取出64、32位
cpu向下兼容：32位程序能在64位上运行，但64位不能在32位机器上运行

四、存储器分类：

寄存器：即LI缓存，集成在CPU中
高速缓存：即L2缓存，高速缓存的命中月两个时钟周期
主存：易失性，断电数据丢失。除主存RAM外，还有个ROM（ReadOnly Memory），EEPROM
闪存（不同于磁盘（基于磁方式），闪存基于电方式），固态硬盘里面是闪存（电比机械快）
CMOS：是易失性的，但是有块电池驱动，cmos保存当期时间和日期，还可以保存如哪个是启动磁盘的配置，耗电很少，一块原装电池可以用若干年。

五、控制器与多总线：

I/O 设备有控制器，如用显卡，需要显卡驱动，和厂商的硬件设备相关

总线：
1、北桥：即PCI桥，连接高速设备,cpu、二次高速缓存，主存储器
2、南桥：即ISA桥，连接慢速设备，打印机，scsi，鼠标键盘

六、操作系统：

由操作系统的内核（运行于内核态，管理硬件资源）以及系统调用（运行于用户态）组成，将应用软件对硬件资源的竞态变的有序。

应用软件通过系统调用（在CPU中的实现叫陷阱指令）可以从用户态切换到内核态，达到调用硬件的目的。

软件会频繁切换内核态和用户态，所以这两个状态不能存在硬盘上，而要存在寄存器上。

和普通软件的区别：
1、大型：linux,windows源代码有五百万行数量
2、长寿：

发展史：
1、1940-1955:第一代，真空管和穿孔卡片（没有操作系统概念）
2、1955-1965：第二代，晶体管和批处理系统（攒很多卡片，让专业人员批量运行）
3、1965-1980：第三代，集成电路芯片和多道程序设计（system360是服务器前身）
贝尔实验室，通用电气，麻省理工开发了一个unix系统
4、1980-今天：第四代 个人计算机

七、计算机启动流程：

1、计算机加电
2、BIOS开始运行，检测硬件：cpu内存 硬盘
3、BIOS读取CMOS存储器钟参数，选择启动设备
4、从启动设备上读取第一个扇区内容
5、根据分区信息读入bootloader启动装载模块，启动操作系统
6、操作系统询问BIOS，获取配置信息。对每种设备，检查驱动，如果有驱动，将它们调入内核，
然后初始相关表格（如进程表），并在终端上启动登陆程序或GUI