深入理解计算机系统（1）—— 系统硬件组成与存储器层次结构
1 系统的硬件组成
1.1 总线
总线，一组贯穿整个系统的电子管，携带信息字节并负责在各个部件间传递。
通常总线被设计成传送定长的字节块，也就是字（word）。现在大多数机器字长（字中的字节数）有的是 4 个字节（32位），有个是 8 个字节（64位）。
1.2 I/O 设备
输入/输出（I/O）设备是系统与外部世界的联系通道。
1.3 主存
主存是一个临时存储设备，在处理器执行程序时，用来存放程序和程序处理的数据。
从物理上来说，主存是由一组动态随机存取存储器（DRAM）芯片组成。
从逻辑上来说，存储器是一个线性的字节数组，每个字节都有唯一的地址（即数组索引），这些地址是从 0 开始的。
1.4 处理器
*处理单元（CPU），简称处理器，是解释或执行存储在主存中指令的引擎。
处理器的核心是一个字长的存储设备（或寄存器），成为程序计数器（PC）。在任何时刻，PC 都指向主存中的某条机器语言指令（即含有该条指令的地址）。
CPU 在指令的要求下，可能会进行以下操作：
加载：把一个字节或者一个字，从主存复制到寄存器，以覆盖寄存器原来的内容
存储：把一个字节或者一个字，从寄存器复制到主存的某个位置，以覆盖这个位置上原来的内容
操作：把两个寄存器的内容复制到 ALU，ALU 对这两个字做算术操作，并将结果存放到一个寄存器中，以覆盖该寄存器原来的内容
跳转：从指令本身中抽取一个字，并将这个字复制到程序计数器（PC）中，以覆盖 PC 中原来的值
2 运行 hello 程序
shell 执行一系列指令来加载可执行的 hello 文件，将 hello 目标文件中的代码和数据从 磁盘 复制到 主存 ，一到目标文件 hello 中的代码被加载到主存，处理器就开始执行 hello 程序的 main 程序中的机器语言指令。
这些指令将“hello world”字符串中的字节从 主存 复制到 寄存器文件，再从 寄存器文件 复制到 显示设备，最终显示在屏幕上。
系统花费了大量的时间，把信息从一个地方移动到另外一个地方。
3 高速缓存
根据机械原理，较大的存储设备要比较小的存储设备运行得慢，而快速设备的造价远高于同类的低速设备。
高速缓存存储器（高速缓存），作为暂时的集结区域，用来存放处理器近期可能会需要的信息。
高速缓存的局部性原理：程序具有访问局部区域里的数据和代码的趋势。
4 存储设备的层次结构
5 参考资料
1、《深入理解计算机系统》