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from - zero · computer-organization
你写的程序看起来是函数、变量、循环、对象、文件、网络请求。机器真正执行时,看到的是另一套东西:
binary - data - cpu - memory
计算机里只有位模式,为什么能有整数、字符、地址、图片、指令、网络包?
integer - complement - overflow
但在计算机里,整数不是数学里无限精度的整数。它是:
floating - point
浮点数是很多初学者第一次遇到“计算机不按数学直觉来”的地方:
cpu - instruction - execution
CPU 执行程序时,并不是“理解一整段代码”,而是不断重复一个很小的循环:
register - alu - control
上一章讲 CPU 怎样执行一条指令。本章进一步看 CPU 内部最核心的三个角色:
memory - hierarchy
程序运行时,数据不在一个统一的“存储空间”里。它可能在:
cache
Cache 是组成原理里最影响程序性能的概念之一。
bus - io
CPU 和内存不是计算机的全部。真实程序还要读键盘、写磁盘、收网络包、显示图像、访问 USB 设备。
interrupt - dma
上一章已经看到,中断和 DMA 是高效 IO 的核心。本章单独展开,因为它们连接了组成原理和操作系统:
hardware - performance - model
学组成原理的最终目的之一,是能解释程序为什么快或慢。
README · computer-organization
计算机组成原理研究的是:计算机硬件如何表示数据、执行指令、搬运数据,并把这些能力组合成可运行程序的基础。