(一)计算机体系结构

本专栏总结王利涛《C语言嵌入式Linux高级编程》课程

一、计算机模型

计算机模型:图灵机
基本思想:任何复杂运算都可以分解为有限个运算

二、组成对比

  • 一条无限长纸带TAPE ------->程序代码
  • 一个读写头:HEAD ——>程序读写器 (PC指针)
  • 一个控制规则:TABLE ——>有限的指令集、运算控制单元
  • 一个状态寄存器——> 程序或计算机状态输出
    (一)计算机体系结构_第1张图片
  • 从图灵机的论文发展出冯诺依曼架构、哈佛结构、混合结构。

(三)冯诺依曼架构

  • 程序存储思想:将程序和数据混合存储到计算机内部存储器中。
  • 特点:结构简单,工程上容易实现。
  • 常见应用:X86、ARM7、MIPS
    (一)计算机体系结构_第2张图片

(四)哈佛结构

  • 思想:并行体系结构。
    • 指令和数据分别独立存储;
    • 每个存储器独立编址、独立访问。
  • 特点:并行访问、执行效率高。
    (一)计算机体系结构_第3张图片

(五)混合结构

  • 引入cache机制:指令cache和数据cache.
  • 现代计算机体系采用混合结构:
    • CPU内部cache层采用哈佛结构;
    • CPU外部采用冯诺依曼架构。
      (一)计算机体系结构_第4张图片
  • 开机运行,系统进入RAM, cache读取一大片RAM,然后CPU高速执行cache的指令和数据。

(六)最小系统概念

  • 最小硬件配置(系统运行)

    • CPU
    • 内存
    • I/O控制器
  • 嵌入式最小系统

    • 电源、时钟
    • CPU
    • 内存:DDR
    • 外存:Flash存储、磁盘、SD卡…
    • 串口/JTAG

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