CPU、内存、硬盘、指令以及他们之间的关系

CPU、内存、硬盘、指令以及他们之间的关系

最近读完《程序是怎样跑起来的》以及《深入理解计算机系统》的3、6、9章节后对计算机的组成有了更深入细致的了解，现总结一下对CPU、内存、硬盘、指令的理解及他们之间的关系。

1、CPU

CPU是英文Central Processing Unit（中央处理器）的缩写，相当于计算机的大脑，它是解释和运行程序的。CPU的内部由寄存器、控制器、运算器和时钟四个部分构成，各部分之间由电流信号相互连通。
● 寄存器可用来暂存指令、数据等处理对象。
● 控制器负责把内存上的指令、数据等读入寄存器，并根据指令的执行结果来控制整个计算机。
● 运算器负责运算从内存读入寄存器的数据。
● 时钟负责发出CPU开始计时的时钟信号。时钟信号英文叫做clock puzzle。Pentium 2GHz表示时钟信号的频率为2GHz（1GHz = 10亿次/秒）。也就是说，时钟信号的频率越高，CPU的运行速度越快。

到目前为止，我们看到的计算机系统只限于机器语言程序级。我们知道处理器必须执行一系列指令，每条指令执行某个简单操作。指令被编码为由一个或多个字节序列组成的二进制格式。一个处理器支持的指令和指令的字节级编码称为它的指令集体系结构（Instruction-Set Architecture，ISA）。一个程序编译成在一种机器上运行，就不能再另一种机器上运行。

2 内存

通常所说的内存指的是计算机的主存储器（main memory），简称主存。主存通过控制芯片等与CPU相连，主要负责存储指令和数据。主存由可读写的元素构成，每个字节（1字节 = 8位）都带