计算机组成原理

1. 存储器

运算单元：ALU电路（算数运算：补码，BCD码）（位逻辑运算）（移位运算）

控制单元：控制电路，让ALU知道自己执行何种操作（加，减，乘，除）

状态寄存器：显示当前AU或者LU当前的情况

1.1 存储器软件介绍

1.1.1 计算机系统的基础概念

伴随着计算机性能的瓶颈，计算机系统各种开疆拓土，区分一下概念：

cpu: cpu不能简单理解为一个包含AU和LU的计算单元 (/proc/cpuinfo : processor)，它是逻辑概念

core: 是一个物理的核，同一个core上的cpu共享L1，L2，L3级内存

socket: 同一个socket的cpu共享L3级内存，共享总线资源，socket提供给core插槽一个socket可以包含多个core

node: 独享总线和内存的一个区域划分的概念，目的是减少内存访问的延迟

lscpu --all --externd 可以看到以上几个概念在当前的系统中的分布情况

/sys/devices/system/node查看node的个数，以及每个node路径下面的cpulist，memory的情况

1.1.2

1.2存储器硬件介绍

1.2.1 存储器分类

1.2.2 计算机硬件之间的关系

cpu是ALU单元包含AL和UL，存储器是存储程序和数据的模块，cpu和存储器（内存）之间的交互非常地频繁。

一般一台计算机有很多个cpu，这些cpu要同时访问内存（存储器中的一种类型），numa会将cpu分为多个不同的组，同一个组的cpu是共享L2,L3级内存，独享L1级内存，中间涉及到非常多的问题，如：L2，L3内存的同步问题，以及软件布局的效率问题（设计到软件之间访问数据，如果跨numa怎会设计更多的时钟周期）

存储器（外存）分为磁盘存储器（硬盘是其中的一种），磁带存储器，光盘存储器，常用来存放系统程序，大型数据文件，数据库

1.2.3存储器在软件中使用的单位

机器字   （字存储单元）   【字地址】

存放字节（字节存储单元）【字节地址】

计算机可编址的最小单元是字存储单元则称为按字寻址的计算机；如果最小单元是字节，则称为按字节寻址的计算机。（按字节寻址的计算机有大小端端问题）

1.2.4 内存储器：cache(L1级存储器），主存

内部存储器都是半导体存储器，其中cache采用静态读写存储器（SRAM），主存采用动态读写存储器（DRAM）。

SRAM：地址线（控制存储位元的与非门），控制线（读写操作的控制线），数据线（存储器的字长决定的物理硬件的数据位数），存储元（锁存器）

DRAM：MOS晶体管，电容器