相机配置文件 计算机基础知识(2)

对程序员课件的专门寄存器之一，它保存了将要取出的下一条指令的内存地址。在指令取出后，程序计算器就被更新以便执行后期的指令

对程序员课件的另外一个专门寄存器，它指向内存中当前栈的顶端。该栈包含已经进入但是还没有退出的每个过程中的一个框架。在一个过程的堆栈框架中保存了有关的输入参数、局部变量以及那些没有保存在寄存器中的临时变量

包含了条码位(由比较指令设置)、CPU优先级、模式（用户态或内核态），以及各种其他控制位。用户通常读入整个PSW，但是只对其中少量的字段写入。相机配置文件在系统调用和I/O中，PSW非常非常非常非常非常非常重要

除了在嵌入式系统中的非常简答的CPU之外，多数CPU都有两种模式，即内核态与用户态。通常，PSW中有一个二进制位控制这两种模式。

* CPU有两种状态，内核态、用户态，内核态指的是操作系统，用户态运行的是用户软件，但是用户软件也要操作硬件，所以需要从用户态切换到内核态，操作系统操作完硬件返回结果后还需要从内核态切换回用户态。

内核态与用户态切换用户态下工作的软件不能操作硬件，但是我们的软件比如暴风影音，一定会有操作硬件的需求，比如从磁盘上读一个电影文件，那就必须经历从用户态切换到内核态的过程，为此，用户程序必须使用系统调用（system call），系统调用切换到内核态并调用操作系统，TRAP指令把用户态切换成内核态，并启用操作系统从而获得服务。相机配置文件当操作完硬件之后，系统会切换到用户态，并将结果返回给用户程序。

内核态：当cpu在内核态运行时，cpu可以执行指令集中所有的指令，很明显，所有的指令中包含了使用硬件的所有功能，（操作系统在内核态下运行，从而可以访问整个硬件）

用户态：用户程序在用户态下运行，仅仅只能执行cpu整个指令集的一个子集，该子集中不包含操作硬件功能的部分，因此，一般情况下，在用户态中有关I/O和内存保护（操作系统占用的内存是受保护的，不能被别的程序占用），当然，在用户态下，将PSW中的模式设置成内核态也是禁止的。

moore定律指出，芯片中的晶体管数量每18个月翻一倍，随着晶体管数量的增多，更强大的功能称为了可能，如

1.第一步增强：在cpu芯片中加入更大的缓存，一级缓存L1，用和cpu相同的材质制成，cpu访问它没有时延

2.第二步增强：一个cpu中的处理逻辑增多，intel公司首次提出，称为多线程（multithreading）或超线程（hyperthreading），对用户来说一个有两个线程的cpu就相当于两个cpu，我们后面要学习的进程和线程的知识就起源于这里，进程是资源单位而线程才是cpu的执行单位。

多线程运行cpu保持两个不同的线程状态，可以在纳秒级的时间内来回切换，速度快到你看到的结果是并发的，伪并行的，然而多线程不提供真正的并行处理，一个cpu同一时刻只能处理一个进程（一个进程中至少一个线程）

3.第三步增强：除了多线程，还出现了2个或者4个完整处理器的cpu芯片，如下图。要使用这类多核芯片肯定需要有多处理操作系统

理想的计算机应该是高速的读指令、高速的运算指令、高速的输出结果，但是这样的计算机极其稀少、造价高昂，远不能满足实际需求。而实际上，CPU也不能储存指令，需要一个存储设备来储存指令，CPU通过I/O接口连接到存储设备，I/O接口的读写速度就限制了CPU的运算速度，在实际的计算机中，与CPU直接相连接的是寄存器(L1缓存)，寄存器存储了CPU运算的最关键的一些参数和指令，同时次重要的数据就存放到了与寄存器相连的高速缓存(L2缓存)中，

即L1缓存：

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