操作系统学习笔记(一)
一、图灵机
1、包括:纸带+读写头。
- 纸带相当于内存;
- 纸带上的格子里面的字符相当于内存里面的数据;
- 读写头里面包括:存储单元、控制单元和运算单元。
其中存储单元用于存储数据;
控制单元作用是识别当前这个格子里面的字符是数据还是指令、以及控制程序的流程;
运算单元用于执行运算指令。
2、图灵机进行运算
- 图灵机上面运行1+2,首先纸带上面存储的顺序是1,2,+
- 由控制单元读取字符,1是数据,放入存储单元;2是数据,放入存储单元;+是运算指令,取出存储单元里面的数据;
- 由运算单元进行运算,得到结果3,把3写到纸带上面
二、冯诺依曼体系
1、包括:CPU、内存、输入设备、输出设备和总线
- CPU中包括:控制单元、寄存器、逻辑运算单元
- 内存:存储数据和指令
- 输入设备
- 输出设备
- 总线:包括地址总线、数据总线和控制总线
2、执行运算
- CPU读取程序计数器里面的要执行的指令的地址,CPU的控制单元操作地址总线找到指令,通知内存设备准备数据,通过数据总线把数据传给CPU,CPU收到数据把指令存储到指令寄存器;
- CPU分析指令寄存器里面的指令,如果是运算指令,交给逻辑运算单元;如果是存储指令,交给控制单元;
- CPU执行完指令,程序计数器自增,如果是32位的CPU,指令是4个字节,就自增4。
总结
以上的内容是在学习小林coding讲解操作系统的书进行的总结。
本文概述了操作系统基础,从图灵机的原理(内存模型与运算过程)到冯诺依曼体系结构(CPU、内存与总线交互),介绍了核心概念和工作方式。适合初学者理解计算机硬件和指令执行机制。
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