第一节：计算机组成原理

    计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成，按照功能又可以划分为指令系统、存储系统、输入输出系统等，从存储结构划分，可以分为冯诺依曼结构和哈佛结构。

    冯·诺伊曼结构是以数学家John Von Neumann的名字命名，该结构把计算机分成了运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分，工作流程是从存储器取出指令，由运算器运算指令，控制器负责处理输入设备和输出设备。最大的特点是把指令和数据分开存储。在嵌入式系统中，大多数的处理器都是用的是哈佛结构。

    中央处理器英文全称Central Process Unit ，简称CPU，是一个计算机系统的核心.CPU是由运算器、控制器、寄存器和内部总线组成。CPU有几个重要参数，包括工作频率、字长、指令集和缓存，工作频率包括主频和外频，以及外部总频率。主频书CPU的实际工作频率，外频是CPU工作的基准频率，工作频率越高的CPU执行指令的速度就越快。

    决定CPU处理数据能力的是CPU的字长，也叫做位宽，衡量CPU的处理能力不仅要看工作频率，还要看处理数据的位宽。

    CPU内部是通过执行指令工作的，每种CPU都有专门的一组指令，称为指令集。按照指令的指令方式可以把计算机CPU指令集分成复杂指令集和精简指令集。复杂指令集(CISC)的特点是使程序中的指令按照顺序执行，优点是：结构简单，便于控制；缺点是：由于指令顺序执行，计算机各部分不能同时工作，执行效率不高。常见的CISC指令集CPU是Intel的X86系列。精简指令集（RISC）特点是简化了每条指令的复杂度并且减少了总的指令数量。缓存是CPU内部的一个重要的器件，主要用来暂时存储指令和数据，一个CPU的缓存越大，相对处理指令的能力就越强。

    总线是CPU链接外部设备的通道。通常包括数据总线（DataBus）、地址总线（AddressBus）和控制总线（ControlBus）。地址总线负责向外部设备发送地址信息；数据总线负责从外部设备读取或者写入信息；控制总线负责发送信号控制外部设备。

    输入输出系统由外部设备和输入输出控制器组成，是CPU与外部通信的系统。CPU控制外部设备访问的方式有：轮询方式、终端控制方式、和DMA方式。