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1.1细看处理器与主存储器我们已经了解到所有计算机有类似的能力且能执行相同的功能,尽管一些可能比其他的快。我们知道电脑系统有输入、输出、仓储、加工的元件,还知道处理器是计算机系统的“智能”部分,并且知道一个简单的计算机系统可以有几个处理器。我们已经讨论了在电脑系统中数据以被称作位的电子状态来表示。我们现在准备阐释计算机系统核心的内部活动——处理器。电脑的内部操作很有趣,但真的没有什么奥秘的事。这种神秘性存在于那些道听途说和相信科幻作家的人心中。计算机是不会思考的电子设备,它必须插入电源,就像一台烤面包机或一盏灯。毫不夸张地讲，市场上有几百种不同类型的计算机在销售。每种类型可能都很复杂,但每个处理器,有时被称为中央处理器或者说CPU,只有两个基本部分:控制单元,算术和逻辑单元。主存储器在处理器的内部发挥着重要作用。这三个——主存、控制单元,算术和逻辑单元——一起工作。让我们来看看他们之间的功能和联系。与磁辅助存储设备,如磁带、磁盘相比，主存没有移动部件。没有机械的运动,数据可以以电子的速度被存取访问,接近光速。今天大多数电脑的主存使用DRAM(动态随机访问存储器)技术。先进的DRAM芯片大约有1/8邮票那么大，大约可以储存256,000万位或多于25,600,000字符的数据。主存储器,或者主存,提供给处理器的程序和数据暂时的存储。在可执行程序或数据可以被处理之前，所有的程序和数据必须被从输入设备(如VDT)或从辅助存储(如磁盘)转移到主存储器。主要的存储空间总是很少;因此,在一个程序被执行后，它占领的储藏空间会被重新分配给另一个等待执行的程序。图1-1说明了所有的输入/输出(I/O)“读”或“用”主要的存储。图中(输入)探讨是在VDT上。消息被查询的形式，是通过一个渠道到主存储器(如同轴电缆)。消息被解释，处理机从辅助存储设备取出所需的程序和数据。程序和数据被“装好”,或移动,从辅助存储器到主存储器。这是一个无损阅读过程。也就是说,程序和数据被从主要存储器(暂时的)和辅助存储器(永久)中读取。数据根据程序指令被操作,报告被从主存储器写入到打印机。一个程序指令或一块数据保存在的特定的主存单元被称为地址。地址允许程序指令和数据被存储，访问和加工。每一个地址的内容随着不同程序的执行和新的数据的处理是不断变化的。主存储器的另一个名字是随机存取存储器,或RAM。一种特殊类型的主存储器,称为只读存储器(ROM),不能被程序员改写。ROM的内容被制造商作为“只读”所固化（设计在芯片的逻辑上）。当你打开微机系统,一个ROM中的程序自动启动计算机系统。然后ROM程序初步显示屏幕提示。ROM的一种变种是可编程的只读存储器(PROM)。RPOM是让用户能装载“只读”的程序和数据的ROM。一旦一个程序被加载到PROM,它简直从不改变。然而,如果你需要能够修改内容的PROM，有EPROM,可擦写的PROM。在写操作之前,所有的储存单元必须被删除到同样的初始状态。一个更具有吸引力的形式的主读存储器是电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。在任何时候都可以写入，不需擦除原先内容，且只是更新寻址到的字节或多个字节。EEPROM把非易失性优点和可更新、需更新的地方的灵活性结合起来，修改时使用普通的总线控制线、地址线和数据线。另一种形式的半导体内存是闪存(这样命名因为速度)。闪存在耗费和功能上介于EPROM和EEPROM之间。和EEPROM一样,闪存使用的是电擦除技术。整个闪存在一个或几秒钟内可以被消除,这比只读存储器快得多。另外,可能消除只是块的内存,而不是整个晶片。然而,闪存不提供字节级的擦除。与EPROM一样,闪存每位只使用一个晶体管,所以能达到EPROM的高密度。高速缓冲存储器程序和数据从辅助存储装载到RAM，因为从RAM访问一个程式指令或者一段数据所需要的时间远远低于从辅助存储器。从磁盘存储器上存取单个数据所花的时间，可以从RAM中存取几千条指令或数据]。RAM实质上是一种数据和程序的高速起降缓冲区。事实上,没有什么真正发生在计算机系统中,直到程序指令和数据转移到处理器。这转移到处理器的指令和数据可能是费时的,即使在微秒级速度。为了促进指令和数据更快的转移,大多数电脑到处理器被设计通过高速缓冲存储器。高速缓冲存储器主要被电脑设计师用于增加吞吐量(计算机系统的工作速率)。像RAM一样，高速缓存是一项高速起降缓冲区程序数据和指令。然而,缓存存储器使用静态存储器(静态的内存)技术,大约有RAM的10倍速度和100倍的花费。只有RAM一小部分的内存容量，高速缓存只保持下一步可能需要由处理器处理的程序和数据。两种类型的高速缓冲存储器广泛应用于电脑。第一个被称为内部缓存和建在中央处理器的芯片。第二个,外部高速缓存,位于靠近C