前言：📫 作者简介：小明java问道之路，专注于研究计算机底层，就职于金融公司后端高级工程师，擅长交易领域的高安全/可用/并发/性能的设计和架构📫
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本文导读

解读《深入理解计算机系统(CSAPP)》第 1 章计算机系统漫游，介绍计算机系统硬件组成，文中末尾有计算机系统体系架构图

一、系统的硬件组成

总线：传递信息用，就是贯穿整个系统的一组电子管道。它携带信息字节并负责在各个部件之间传递。通常总线被设计成传送定长的字节块，也就是字（word）。32 位是 4 个字节，64 位是 8 个字节。

IO 设备：I/O（输入输出）设备是系统与外部世界的联系通道（磁盘、键盘鼠标、显示器）。每个 I/O 设备都通过一个 控制器或适配器 与 I/O 总线相连。控制器和适配器的主要区别在于他们的封装方式，控制器是 I/O 设备本身或者系统的主板上的芯片组（主控制电路板），而适配器则是一块插在主板插槽上的卡。无论如何，他们的功能都是在 I/O 总线和 I/O 设备之间传递信息。

主存：是一个临时存储设备，在处理器执行程序时，用来存放程序与程序处理的数据。从物理上来讲是一组动态随机存取存储器（DRAM）芯片组成，从逻辑上来讲是一个线性的字节数组，每个字节都有其唯一的地址（数组索引），这些地址从零开始。

处理器：中央处理单元（CPU）就是处理器，是解释或执行存储在主存中指令的引擎。处理器的核心是一个大小为一个字的存储设备（寄存器）称为程序计数器（PC）PC 任何时候都指向主存中某条机器语言指令（地址）

我们看看下面分析运行程序时发生了什么

1、初始时，shell 执行他的指令，等在我们输入，当我们从键盘输入（）后，shell 程序将字符逐一读入寄存器（通过 io 总线->io 桥->系统总线->总线接口->寄存器），在把他放到内存中（寄存器->系统总线->IO 桥->内存总线->主存储器）

2、当我们敲回车时，shell 程序会执行一系列指令来加载可执行文件，这些指令将数据从磁盘 copy 到主存。（磁盘->磁盘控制器->IO 总线->IO 桥->内存总线->主存储器）

3、一旦代码和数据被加载到主存，处理器开始执行程序中的机器语言指令，这些指令将从主存复制到 寄存器文件，再从寄存器中复制到显示设备（主存->IO 桥->总线接口->寄存器->总线接口->IO 桥->IO 总线->图形适配器）

二、系统之间利用网络通讯

网络提供了计算机系统之间的通信，网络也是 IO 设备

三、计算机系统

计算机系统是有硬件和系统软件组成的，它们共同协作运行应用程序。

计算机内部的信息被表示为 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，开始时是 ASCII 文本，然后被编译和链接器翻译成可执行的二进制文件。

处理器读取并解释存放在主存的二进制指令，因为计算机花费大量的时间在内存、IO 设备和 CPU 寄存器之间复制数据，所以将系统中的存储设备划分成层次结构——CPU 寄存器在顶部，接着是多层的硬件高速缓存存储器、DRAM 主存和磁盘。

操作系统内核是应用程序和硬件之间的媒介，它提供三个基本抽象：1、文件是对 IO 设备的抽象；2、虚拟内存是对主存和磁盘的抽象；3、进程是处理器

四、计算机系统架构图

小结

解读《深入理解计算机系统(CSAPP)》第 1 章计算机系统漫游，介绍计算机系统硬件组成，文中配有计算机系统体系架构图、存储器层次结构图、CPU 内部原理图以佐读者理解。