计算机体系结构及内存分层

计算机体系结构

结构图

内存结构如上图：
cpu为调度器，所以速度最快，增加L1、L2缓存加快cpu的处理速度，由L2缓存和主存进行数据传递，最后主存和磁盘进行数据交换。所以内存结构是从上到下处理速度由快到慢，容量由小到大，只有磁盘进行数据永久存储。

操作系统完成的事情

1. 抽象 应用程序可以不需要管理程序数据在内存中的存储（逻辑地址）
2. 保护 多个应用之间数据保证安全（独立的地址空间）
3. 共享 多个进程之间可以数据共享（进程之间可以互相访问）
4. 虚拟化 内存不够时，可以将不用的数据进行磁盘存储，在使用时进行内存 读取。

地址给空间的定义

5. 物理地址 在磁盘和主存中的地址空间

6. 逻辑地址 程序生成的地址空间

   应用程序通过符号引用（程序代码或者编译后文件）生成简单的栈内存，然后通过程序链接过程生成一个连续线性的逻辑地址，通过loader完成对逻辑地址的生成，然后通过操作系统在cpu的MMU中生成逻辑地址mapping物理地址。
   cpu在运行一条指令时的流程是：cpu中计算逻辑单元ALU发出一个请求携带应用程序的逻辑地址，然后访问到CPU中的内存管理单元MMU进行查找，查找到mmu中存储的逻辑地址和物理地址的映射，找到主存中的物理地址，主存通过消息总线将数据拷贝到cpu缓存中供CPU使用。
   操作系统在其中的作用是：在程序运行时将MMU中的逻辑地址和物理地址的映射创建好。
   未完待续