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深入理解计算机系统系列【计算机系统漫游】

操作系统原理是计算机行业基本功,想要成为一名计算机领域的专业人士,必不可少要打好基础。最近打算重点读一读《深入理解计算机系统》这本书,回顾和提升自己对计算机和操作系统的理解。 这是第一篇:【计算机系统漫游】。【计算机系统漫游】主要通过跟踪hello程序的生命周期来开始对系统的学习----从它被程序员创建开始,到在系统上运行,输出简单的消息,然后终止。 10 并发和并行 计算机的整个历史中,有两个需求是驱动进步的持续动力: (1)想要计算机做得更多;(2)想要计算机运行得更快。  11 小结 (1)计算机系统是由硬件和系统软件组成的,它们共同协作以运行应用程序。 (2)计算机内部的信息被表示为一组组的位,它们依据上下文有不同的解释方式。 (13)网络提供了计算机系统之间通信的手段。从特殊系统的角度来看,网络就是一种I/O设备。

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计算机基础之计算机硬件系统

一.计算机硬件系统概述 所谓计算机硬件系统,就是指构成计算机看得见的,摸得着的实际物理设备。 常见的计算机硬件组成主要由下图各部件组成: ? 现代计算机的结构更复杂,包括多重总线。 二.编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系 编程语言就是程序员与计算机沟通的介质,通过编程语言可以使得计算机能够根据程序员的指令一步一步去工作,完成某种特定的任务。 程序员用编程语言写程序,最终开发出的结果就是一个软件,软件不能直接操作硬件,必须运行在操作系统之上,操作系统是用来管理计算机硬件设备的。操作系统是电脑的软件基础。它和电脑的硬件组成了系统。 内存: 常称为随机访问存储RAM,所有的程序都是在内存中运行的,计算机在运行中,操作系统也会在内存中运行。 操作系统的启动流程 在计算机的主板上有一个基本的输入输出程序(Basic  Input Output system) BIOS就相当于一个小的操作系统,它有底层的I/O软件,包括读键盘,写屏幕,进行磁盘

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    计算机系统 1.1

    计算机的软硬件概念 软件的定义 人们事先编制的具有特殊功能的程序组成,通常存放在电脑的主存和副存里 软件的分类 系统软件 管理计算机系统,监视服务,协调调度资源使计算机稳定运行 语言处理程序 操作系统 数据库管理软件 应用软件 任务所编制的各种程序 数据处理程序 过程处理程序 事务处理程序 硬件的定义 各种电子元器件(电子管,晶体管等等) 计算机层次结构 计算机的解题过程 两级层次结构 20世纪50年代出现了符号式的程序设计语言即汇编语言,它用ADD,SUB,MUL,DEV分别表示加减乘除,但是计算机无法识别,需要把汇编语言通过计算机系统软件中的汇编程序将其翻译成机器语言 也可以将高级语言直接翻译成机器语言 四级层次结构 机器M0是直接将机器M1中的机器指令翻译成一组微指令,M0每执行完一组微指令后,就由机器M1中的下一条机器指令是机器M0自动进入与其想对应的另一个微程序的执行 多级层次的计算机系统 通过以上的递进关系逐步形成了现代的计算机系统层次 计算机组成和计算机体系结构 什么是计算机的结构 计算机系统的属性,主要有指令集,数据类型,储存器寻址技术,I/O机理等 什么是计算机的组成

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    计算机系统概论】

    1.2 计算机系统基本组成与基本功能 冯诺依曼机 核心思想:存储程序 工作方式: 任何要计算机完成的工作都要先被编写成程序,然后将程序和原始 数据送入主存并启动执行。 ISA在通用计算机系统中是必不可少的一个抽象层,没有它,软件无法使用计算机硬件! 系统软件(system software) 系统软件是介于计算机硬件与应用程序之间的各种软件,它与具体应用关系不大。 操作系统(Operating System,简称OS) 操作系统计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件,其 目的是使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用,并为用户提供方便的、 系统管理员(system administrator) 指利用操作系统提供的功能对系统进行配置、管理和维护以建立高效合理的系统环境供 计算机用户使用的操作人员。

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    计算机操作系统

    一、操作系统概述 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。操作系统(英语:Operating System,缩写:OS)是管理计算机硬件与软件资源的系统软件,同时也是计算机系统的内核与基石。 计算机系统层次结构 二、操作系统发展 无操作系统阶段: 从第一台计算机诞生(1945年)到20世纪50年代中期的计算机,属于第一代计算机。 这时还未出现OS,计算机操作是由用户(即程序员)采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统,即由程序员将事先已穿孔(对应于程序和数据)的纸带(或卡片)装入纸带输入机(或卡片输入机),再启动它们将程序和数据输入计算机 单道批处理系统: 上世纪50 年代中期发明了晶体管,人们开始用晶体管替代真空管来制作计算机,从而出现了第二代计算机。为了能充分地利用它,应尽量让该系统连续运行,以减少空闲时间。 分时系统: 分时系统(Time Sharing System)与多道批处理系统之间有着截然不同的性能差别,它能很好地将一台计算机提供给多个用户同时使用,提高计算机的利用率。

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    计算机系统漫游

    learn from 《深入理解计算机系统》 编译过程 高速缓存存储器,访问速度非常快 无论是在单核还是多核系统中,一个CPU看上去都像是在并发地执行多个进程,这是通过处理器在进程间切换来实现的 使用多线程开发程序,运行的更快 指令级并行:一个时钟周期内同时执行多条指令 许多现代处理器拥有特殊的硬件,允许一条指令产生多个可以并行执 行的操作,这种方式称为单指令、多数据,即SIMD并行 总结: 计算机系统是由硬件和系统软件组成的 ,它们共同协作以运行应用程序 计算机内部的信息被表示为一组组的位,它们依据上下文有不同的解释方式。 程序被其他程序翻译成不同的形式,ASCII文本,被编译器和链接器翻译成二进制可执行文件,处理器读取并解释存放在主存里的二进制指令 因为计算机花费了大量的时间在内存、I/O 设备和 CPU寄存器之间复制数据 更高层的存储设备更快,更贵 操作系统内核是应用程序和硬件之间的媒介 它提供三个基本的抽象:文件(I/O设备的抽象), 虚拟内存(主存和磁盘的抽象),进程(处理器、主存和I/O设备的抽象) 网络提供了计算机系统之间通信的手段

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    浅谈计算机系统

    今日和大家分享一下关于计算机系统的一些小知识,作为学习计算机的我们来说,电脑知识也是必不可少的,当知道电脑的基本结构以及运作方法后,对于我们学习编程知识也大有裨益。 计算机系统可划分为软件系统与硬件系统两大类,指令系统是硬件和软件的交互界面。 计算机系统指用于数据库管理的计算机硬软件及网络系统。 那么硬件和软件又是怎样的呢 计算机内核是硬件系统,是进行信息处理的实际物理装置。最外层是使用计算机的人,即用户。人与硬件系统之间的接口界面是软件系统,它大致可分为系统软件、支援软件和应用软件三层。 计算机特点 计算机系统的特点是能进行精确、快速的计算和判断,而且通用性好,使用容易,还能联成网络。 计算:一切复杂的计算,几乎都可用计算机通过算术运算和逻辑运算来实现。 联网:多个计算机系统能超越地理界限,借助通信网络,共享远程信息与软件资源。

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    计算机系统(一)

    3.系统调用(待补充) 4.大内核和微内核 大内核 微内核 ? 5.中断 外中断 异常 陷入 ?

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    《深入理解计算机系统》阅读笔记--计算机系统漫游

    《深入理解计算机系统》,这本书,我多次想要好好完整的读一遍,每次都是没有坚持下去,但是作为一个开发者,自己想要成为为数不多的大牛之一,所以打算这次把这本书完整的好好读一遍,并整理为相关的博客! 书的开头说了一句话:计算机系统是由硬件和系统软件组成,他们共同工作来运行应用程序。 我们通常接触更多的是应用程序级别的,很少关注系统以及系统和硬件的交互,但是如果自己能完全理解计算机系统以及它对应用程序的影响,那将会让我们在软件开发的路上走的更远,也同时可以避免很多问题的发生。 程序来说,我们看到的代码文件内容是: #include <stdio.h> int main() { printf("hello,world\n"); return 0; } 但是对计算机来说其实就是由 ,但获得系统加速比却明显小于这部分的加速比,所以想要显著加速整个系统,必须提升全系统中相当大的部分的速度

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    计算机组成原理---计算机系统概论

    计算机组成原理—计算机系统概论 ---- 1.1计算机的发展与应用 1.2计算机系统的组成 1.3计算机的性能指标和性能评价 1.4计算机层次结构 ---- 1.1计算机的发展与应用 国内外计算机的发展情况 ---- 1.2计算机系统的组成 一台完整的计算机应该包括硬件和软件两部分 常见硬件以及主要功能如下 存储器:主要 功 能 是 存 放 程 序 和数据,按地址 访 问 。 软件系统:一 台 计算机中全部程 序 的集 合 ,统 称 为 这 台 计算机的 软 件系统。软件按其功能分成 应用软 件和系统 软件 两大 类。 系统 软件用于 对计算机系统的 管 理、调 度 、监 视 和服务等 功 能 ,其 目 的 是 方 便 用 户 ,提 高计算机 使用 效 率 ,扩 充系统的 功能 。 ③ M IPS用 每 秒钟执行完成的指令数量作为衡量计算机性能的指标。 ④ C P U 时 间 即一 段程序的执行时 间。 系统的可靠性及 可靠性指标。

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    计算机组成原理-计算机系统概述

    计算机系统中,软件和硬件在逻辑上是等效的,即对于同一个功能,可以通过软件来实现,也可以通过硬件来实现。 微指令 计算机只能识别机器语言,计算机在执行二进制机器指令时,需要把机器指令细分为更小的微指令 系统层次 使用高级语言编程时,先由编译程序将代码翻译成汇编语言程序,再通过汇编程序翻译成机器语言程序供计算机执行 数据通路带宽 指数据总线一次所能并行传送的二进制信息位数 计算机中,IO设备与内存,内存与CPU的数据传输都是通过数据总线进行的 吞吐量 表示系统在单位时间内处理请求的数量 该指标受到CPU、内存等因素影响 系统从收到一次HTTP请求到做出响应所需要的时间就是处理请求的时间,而一秒内处理请求的数量就是吞吐量 响应时间 响应时间指计算机从用户发出请求开始,到系统对该请求做出响应并得到结果所需要的时间。 由于上面的各种指标都是静态量,难以用于对比计算机性能 基准程序就是俗称的”跑分软件”,它在本质上就是一段包含各种指令的代码,通过运行这些指令,来得到系统性能评分 考点总览

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    图解 | 计算机文件系统

    我们最后来欣赏下我们的文件系统架构。 ? 你是不是觉得这没啥了不起的。 但这个破玩意,它就叫文件系统 后记 这个文件系统,和 linux 上的经典文件系统 ext2 基本相同。 2. ext2 文件系统首先将整个硬盘分为很多块组,但如果只有一个块组的话,和我们的文件系统整体结构就完全一样了,分别是超级块、块描述符、块位图、inode 位图、inode 表、数据块。 5. ext2 文件系统的超级块、块描述符、inode 表中记录的信息更多,但核心的和我们的文件系统一样,而且这些字段在后续的 ext3 和 ext4 中不断增加,保持向前兼容。 6. ext2 文件系统的 2 号 inode 为根目录,而我们的系统是 0 号 inode 为根目录,这个很随意,你设计一个文件系统定一个 187 号 inode 为根目录也没人拦着你。 如果你想了解 ext2 文件系统的全部细节,有三种方式。 1. 看源码,linux1.0 后的源码都有 ext2 文件系统的实现,源码是最准确的。 2. 看官方文档,这里有个 pdf 连接。

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    「MoreThanJava」计算机系统概述

    CPU(中央处理器) CPU 常常被比喻为计算机系统的 "大脑",这非常符合。 处理器 执行计算机系统的 所有基本计算。 系统程序 用来使硬件和软件平稳运行。 重要的系统程序是操作系统。当计算机运行时,操作系统始终存在。它协调计算机系统其他硬件和软件组件的操作。操作系统负责启动应用程序,运行它们并管理它们所需的资源。 大多数计算机系统都可以运行多种操作系统中的任何一种。例如,大多数基于奔腾的计算机都可以运行 Linux 或 Windows 操作系统。 尽管某些计算机有多个操作系统,但通常在一个计算机系统上仅安装一个操作系统。无论如何,一次只能控制一个操作系统计算机用户可以在计算机打开时进行选择,并且操作系统将一直处于控制状态,直到计算机关闭为止。 首次启动计算机时,硬件会自动加载操作系统并开始运行。此过程称为 启动。

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    计算机基础】操作系统

    OS引论 OS定义 是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理对各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序集合。 OS目标 (1)有效性:提高系统资源利用率;降低作业周转时间,增加系统吞吐量。 (4)I/O设备 (5)数据信息 2.抽象计算机资源:例如在I/O设备覆盖一层软件,用软件接口(read/write)隐藏硬件接口。 进程是利用OS提供的系统调用来请求系统资源的,系统调用通过软中断(如trap)机制进入OS内核,由内核完成相应的资源分配。 设备控制器是计算机中的一个实体。它是CPU与I/O设备之间的接口。它接受从CPU发出来的命令,并去控制I/O设备工作。在一个设备控制器上,可以连接一个或多个设备。 总线 在计算机系统中的各部件之间的联系都是通过总线来实现的。例如PCI总线。

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    计算机系统的概述

    什么是计算机系统 2. 硬件的发展 3. 微处理器的发展 4. 摩尔定律 5. 软件的发展 6. 目前发展和趋势 7. 知识回顾与重要考点 1. 什么是计算机系统 ? ? 2. 硬件的发展 ? ?

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    计算机系统基础作业

    void func(int *xptr, int *yptr, int *zptr);

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    计算机系统漫游:贯穿计算机系统所有方面的重要概念

    计算机系统是由硬件和系统软件组成的,它们共同协作以运行应用程序。计算机内部的信息被表示为一组组的位,它们依据上下文有不同的解释方式。 最后,网络提供了计算机系统之间通信的手段。从特殊系统的角度来看,网络就是一种I/O设备。 重要主题:系统不仅仅只是硬件。 这么高的比例因子只有通过优化系统的大部分组件才能获得。 02 并行和并发 数字计算机的整个历史中,有两个需求是驱动进步的持续动力:一个是我们想要计算机做得更多,另一个是我们想要计算机运行得更快。 图3 计算机系统提供的一些抽象。 计算机系统是由硬件和系统软件组成的,它们共同工作来运行应用程序。虽然系统的具体实现方式随着时间不断变化,但是系统内在的概念却没有改变。所有计算机系统都有相似的硬件和软件组件,它们又执行着相似的功能。

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    计算机系统漫游:贯穿计算机系统所有方面的重要概念

    计算机系统是由硬件和系统软件组成的,它们共同协作以运行应用程序。计算机内部的信息被表示为一组组的位,它们依据上下文有不同的解释方式。 最后,网络提供了计算机系统之间通信的手段。从特殊系统的角度来看,网络就是一种I/O设备。 重要主题:系统不仅仅只是硬件。 图3 计算机系统提供的一些抽象。 计算机系统是由硬件和系统软件组成的,它们共同工作来运行应用程序。虽然系统的具体实现方式随着时间不断变化,但是系统内在的概念却没有改变。所有计算机系统都有相似的硬件和软件组件,它们又执行着相似的功能。 如果你全力投身学习这些概念,完全理解底层计算机系统以及它对应用程序的影响,那么你会步上成为为数不多的“大牛”的道路。 本文摘编自《深入理解计算机系统(原书第3版)》,经出版方授权发布。

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    计算机操作系统-操作系统的定义

    计算机系统的层次结构 用户 应用程序 操作系统 纯硬件:CPU、RAM、ROM 其中,操作系统: 从操作系统层往两侧看:负责管理协调硬件、软件等计算机资源的工作 从上往下看:为上层的应用程序和用户提供简单易用的服务 从下往上看:操作系统系统软件,而不是硬件 定义 Operating System是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境 他是计算机系统中最基本的系统软件。 操作系统的功能和目标 作为系统资源的管理者(从操作系统层向两侧看) 进程 是一个程序的执行过程。 ,当进程使用完摄像头后要把这个设备回收-设备管理 目标 安全高效 作为用户和计算机硬件之间的接口(自下往上看) 操作系统需要提供的功能或者说用户接口 命令接口:1.联机命令接口 2.脱机命令接口 而不需要记忆复杂的命令、参数 换言之,就是将复杂的操作指令可视化,使用图形操作的方式来表示操作指令的执行 作为最接近硬件的层次(从上往下看) 需要提供的功能和目标 实现对硬件机器的拓展 没有任何软件支持的计算机称为裸机

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    大学课程 | 计算机系统结构

    大三计算机系统结构知识点总结笔记 计算机系统结构 第一章 计算机系统结构基础及并行性的开发 计算机性能的高速增长受益于 电路技术的发展 体系结构技术的发展 其他因素(OS, Compiler 的发展) 1.1 计算机系统的层次结构 如何从整体上认识计算机系统? ,计算机组成和计算机实现 1.2.1 计算机系统结构的定义和内涵 从计算机系统的层次结构角度来看,系统结构是对计算机系统中各级界面的定义及其上下的功能分配。 计算机系统的每一级都有自己的系统结构。 (设CPU成本占整机成本的1/3) 1.3.3 计算机系统设计的主要任务和方法 1.计算机系统设计的主要任务 包括系统结构,计算机组成和计算机实现的设计 2.计算机系统的设计方法 由上往下 先考虑如何满足用户要求

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