Juc10_CPU指令、缓存结构、运行安全等级、操作系统内存管理、上下文切换、虚拟机指令集架构(一)

简介: ①. 冯诺依曼计算机模型详解②. CPU指令结构

①. 冯诺依曼计算机模型详解


①. 现代计算机模型是基于-冯诺依曼计算机模型


计算机在运行时,先从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令的要求,从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工,然后再按地址把结果送到内存中去。接下来,再取出第二条指令,在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令


程序与数据一样存贮,按程序编排的顺序,一步一步地取出指令,自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作模型。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的,故称为冯.诺依曼计算机模型


②. 计算机五大核心组成部分


控制器(Control):是整个计算机的中枢神经,其功能是对程序规定的控制信息进行解释,根据其要求进行控制,调度程序、数据、地址,协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等


运算器(Datapath):运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算,即对数据进行加工处理


存储器(Memory):存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息,并在需要时提供这些信息


输入(Input system):输入设备是计算机的重要组成部分,输入设备与输出设备合你为外部设备,简称外设,输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标器、光电输入机、磁带机、磁盘机、光盘机等


输出(Output system):输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分,它把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。微机常用的输出设备有显示终端CRT、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等


微信图片_20220107181128.png


③. 上面的模型是一个理论的抽象简化模型,它的具体应用就是现代计算机当中的硬件结构设计:


微信图片_20220107181149.png


②. CPU指令结构


①. 控制单元:提供指令进行控制,比如我们要循环、逻辑的判断等(while、for、if等)


②. 运算单元:比如 1+1=2、2*3=6


③. 储存单元:主要存储的是:cpu缓存、寄存器(包含了两部分:指令和指令操作的数据),存的是正要计算的。还有一些没有来得及计算的,或者准备要计算的,但是还没有读到CPU来,这部分指令和数据在内存中,只有cpu执行到这个程序,需要用到的时候,才会将数据和指令加载到储存单元来


微信图片_20220107181214.png

相关文章
|
27天前
|
存储 安全 物联网
操作系统的心脏:深入理解现代操作系统架构与核心技术
本文旨在为读者提供一个关于现代操作系统(OS)架构和核心技术的全面概述。通过分析OS的主要组件、功能以及它们如何协同工作,本文揭示了操作系统在计算机系统中的核心地位及其复杂性。我们将探讨进程管理、内存管理、文件系统和输入/输出(I/O)等关键技术,并讨论它们对系统性能的影响。此外,本文还将涵盖一些最新的操作系统趋势和技术,如云计算、虚拟化和物联网(IoT)。通过阅读本文,读者将获得对操作系统内部运作方式的深刻理解,这对于软件开发人员、IT专业人士以及对计算机科学感兴趣的任何人来说都是宝贵的知识。
|
26天前
|
安全 调度 开发者
探索操作系统的心脏:现代内核架构与挑战
【10月更文挑战第7天】 本文深入探讨了现代操作系统内核的复杂性和功能性,从微观角度剖析了内核在系统运行中的核心作用及其面临的主要技术挑战。通过浅显易懂的语言解释专业概念,旨在为读者提供一个关于操作系统内核的全面视角。
35 2
|
28天前
|
存储 人工智能 物联网
探索现代操作系统的架构与演进
【10月更文挑战第5天】 本文旨在深入探讨现代操作系统的核心架构及其在技术演进中的变革。通过对操作系统的基本概念、关键组成部分以及它们如何相互协作的分析,为读者提供一个全面且易于理解的视角。同时,本文还将回顾操作系统从单任务到多任务、从单用户到多用户的发展过程,并展望未来可能的技术趋势。
|
13天前
|
存储 算法 Java
Java虚拟机(JVM)的内存管理与性能优化
本文深入探讨了Java虚拟机(JVM)的内存管理机制,包括堆、栈、方法区等关键区域的功能与作用。通过分析垃圾回收算法和调优策略,旨在帮助开发者理解如何有效提升Java应用的性能。文章采用通俗易懂的语言,结合具体实例,使读者能够轻松掌握复杂的内存管理概念,并应用于实际开发中。
|
17天前
|
存储 资源调度 算法
操作系统的心脏:深入理解内核架构与机制####
【10月更文挑战第16天】 本文旨在揭开操作系统最神秘的面纱——内核,通过剖析其架构设计与关键机制,引领读者一窥究竟。在这篇探索之旅中,我们将深入浅出地讨论内核的基本构成、进程管理的智慧、内存分配的策略,以及那至关重要的系统调用接口,揭示它们是如何协同工作,支撑起现代计算机系统的高效运行。这既是一次技术的深潜,也是对“看不见的手”调控数字世界的深刻理解。 ####
36 3
|
21天前
|
存储 弹性计算 算法
前端大模型应用笔记(四):如何在资源受限例如1核和1G内存的端侧或ECS上运行一个合适的向量存储库及如何优化
本文探讨了在资源受限的嵌入式设备(如1核处理器和1GB内存)上实现高效向量存储和检索的方法,旨在支持端侧大模型应用。文章分析了Annoy、HNSWLib、NMSLib、FLANN、VP-Trees和Lshbox等向量存储库的特点与适用场景,推荐Annoy作为多数情况下的首选方案,并提出了数据预处理、索引优化、查询优化等策略以提升性能。通过这些方法,即使在资源受限的环境中也能实现高效的向量检索。
|
24天前
|
存储 算法 安全
操作系统的心脏:深入理解现代操作系统架构与调度机制
本文将探讨现代操作系统的核心概念,包括进程管理、内存管理和 I/O 系统。通过分析这些组件如何协作以提供稳定和高效的计算环境,帮助读者更好地理解操作系统在现代计算中的重要性。我们将从宏观角度出发,逐步深入到微观细节,为读者提供全面而详细的技术解析。
|
1月前
|
监控 开发者
深入理解操作系统:内存管理的艺术
【10月更文挑战第2天】在数字世界的幕后,操作系统扮演着至关重要的角色。本文将深入探索操作系统的心脏——内存管理,揭示它是如何协调和管理计算机的宝贵资源。通过浅显易懂的语言和生活化的比喻,我们将一起走进内存管理的奥秘世界,了解它的原理、机制以及为何对整个系统的性能和稳定性有着不可替代的影响。无论你是技术新手还是资深开发者,这篇文章都将为你打开新的视角,让你对日常使用的设备有更深层次的认识和尊重。
|
1月前
|
安全 调度 虚拟化
探索现代操作系统的架构与优化
本文将深入探讨现代操作系统的核心架构和优化技术。从操作系统的基本定义入手,逐步解析其内核结构、进程管理、内存管理和I/O系统。同时,还将讨论现代操作系统在多核处理器支持、虚拟化技术和安全性方面的创新与优化措施。通过这些内容,读者可以全面了解操作系统的工作原理及其在实际应用中的表现与改进。
|
1月前
|
存储 算法 Linux
探索现代操作系统的架构与优化
本文深入探讨了现代操作系统的核心架构及其性能优化策略。通过对主流操作系统架构的分析,揭示其在多任务处理、内存管理和文件系统等方面的特点。同时,针对当前技术趋势,提出一系列优化措施,旨在提升系统的运行效率和用户体验。通过实例分析,展示如何在实际场景中应用这些优化技术,确保系统在高负载下的稳定运行。