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我终于算一个学计算机的了

2015-11-08 16:21 155 查看

计算机体系结构

计算机自举的实现

程序是由数据和指令组成的，计算机cpu可以运行的指令存在于内存中，但是计算机开机的时候内存中并没有指令和数据。计算机是通过BIOS系统，讲ROM里面的程序读取出来，进行开机时操作系统的排序，以及自检。

BIOS是英文”Basic Input Output System”的缩略词，直译过来后中文名称就是”基本输入输出系统”。其实，它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。 —— [ 百度百科 ]

计算机最基本的组成结构

组成部分

运算器

控制器

存储器

输入输出设备（iOS设备）

各组成结构之间的通信方式

各组成部分是通过相互连接的总线进行控制和通信的。cpu通过数据总线获得内存中的数据的。控制器通过控制总线对相应的部分发送控制信息。

关于计算机的几个基本问题

1.虚拟机是什么
虚拟机就是使用软件的方式模拟运算器，和控制器，从而模拟一个cpu。
2.cpu是如何和外围的IO设备打交道的？
（1）轮询的方式：但是这种方式效率特别的低下，因为需要cpu过一段时间就对IO是否有数据输入做一次确认，但是IO的数据输入是随机的。大多情况下CPU在做无用功。
（2）中断方式：在用户使用鼠标或者键盘的时候给CPU发送一个中断。CPU停止眼前的工作，处理这个中断。这样可以提高cpu的工作效率。
3.cpu是如何知道是哪个设备给自己发送中断的？
计算机中有一个中断控制器，这个器件可以为每个设备标上号，从而使cpu知道是哪个设备发生的中断。
4.前端总线fsb
北桥芯片（高速总线控制器）    南桥芯片（低速总线控制器）            北桥直接和cpu相连，负责和cpu进行数据交换，是主板性能的主要决定因素。南桥负责和外围的IO设备进行数据交换，它将数据交付给北桥。然后由北桥将数据交给CPU。淘宝试用固态硬盘直接连接到北桥上面是数据的访问效率增快。
5.什么事CPU的主频？
cpu的主频就是cpu中一个开关转换的速度。intel core i3 2.4GHz，主频越大说明计算机CPU的计算能力越强。
6.cpu 的处理速度和内存的处理速度不一致，那他们是怎么进行工作的？
cpu是通过缓存来协调这个速度上的不一致的，有一级缓存，二级缓存，三级缓存。级别越低和cpu越近速度越快。
由于缓存的存在导致程序有一个局部性原理。就是用过的数据会在缓存中，用过的数据附近的数据也会被放入缓存中。所以有时间上的局部性，和空间上的局部性。
7.程序的移植性的理解？
移植性最好的程序是二进制写的程序，每个cpu都认识。但是编程的难度太大。所以对应于不同的操作系统应用了不同的微码。也就是汇编。高级语言比如c ，java 他们最终都是编译成汇编语言，然后生成可执行的代码在计算机上运行的。如果要在一个操作系统上面运行的程序可以在另一个操作系统上运行必须他们的底层的微码相同。
8.API是什么？
API是操作系统的厂商对底层进行封装之后形成的一个函数库，便于程序员的开发。
API也可以理解成一个虚拟的软件环境，是厂商提供的一个虚拟的环境。如果对于两个不同的操作系统他们的虚拟环境相同的话也可以使他们之间的程序具有移植性。
9.我们熟知的硬件架构。
arm 系列（linux） 省电而且性能特别的不错。
x86 intel amd系列
10.任何程序必须通过操作系统才能访问计算机资源。他们不能直接和硬件打交道，要通过系统调用（System call）和硬件打交道。
11.计算机的人间交互过程是怎么实现的？
<a href="http://baike.baidu.com/link?url=v2yz6h6dOmrb0jryapbRX4ylAyOOhdzZoLsQVLM1YB2U24xedzCWQcrPIfJvRGjLm6hBwQkoL6sy45J0gkPIJDBmAwioKR-qSMIqi6IfWgq" target="_blank">[shell] 俗称壳，用它来实现计算机和用户的交互过程。