?? linux kernel(
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<HTML><HEAD><TITLE>硬件基礎知識</TITLE>
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<META content="MSHTML 5.00.2614.3500" name=GENERATOR></HEAD>
<BODY link=#0000ff><FONT size=3>
<P align=justify>Chapter 1</P>
<P align=justify> </P>
<P align=justify>Hardware Basic(</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>硬件基礎知識</FONT><FONT size=3>)</P>
<P align=justify> </P></FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>
<P
align=justify>一個操作系統必須和作為它的基礎的硬件系統緊密配合。操作系統需要使用一些只有硬件才能提供的功能。為了完整的了解</FONT><FONT
size=3>Linux</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，你需要了解底層硬件的基礎知識。本章對于現代</FONT><FONT size=3>PC</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>的硬件進行了。</P></FONT><FONT size=3>
<P align=justify>1975</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>年</FONT><FONT
size=3>1</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>月“</FONT><FONT size=3>Popular
Electronics</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>”雜志封面上印出了</FONT><FONT
size=3>Altair 8080</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的圖片，一場革命開始了。</P></FONT><FONT size=3>
<P align=justify>Altair 8080</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，跟隨早期的“</FONT><FONT size=3>Star Trek epsode</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>”命名，只需要</FONT><FONT size=3>$397</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，就可由個人電子愛好者自己組裝。它擁有</FONT><FONT size=3>Intel 8080</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>處理器和</FONT><FONT size=3>256</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>字節內存，但是沒有屏幕和鍵盤。以今天的標準來衡量，它太簡陋了。它的發明者，</FONT><FONT size=3>Ed
Roberts</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>，制造了名詞“</FONT><FONT
size=3>personal computer</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>“來命名他的發明，但現在，</FONT><FONT size=3>PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>這個名詞已經用來命名幾乎所有你可以不依靠幫助就可以自己運行起來的計算機。用這個定義，甚至一些十分強大的</FONT><FONT
size=3>Alpha AXP</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>系統也是</FONT><FONT
size=3>PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>。</P>
<P align=justify>愛好者們看到了</FONT><FONT size=3>Altair</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN
size=3>的潛力，開始為它寫軟件，制造硬件。對于這些早期的先驅來講，它代表著自由：從被神職人員控制和運行的大型批處理的主機系統中逃脫出來的自由。你可以在自己家里甚至廚桌上擁有計算機，這使學院的退學生為此著迷并通宵達旦。與此同時出現大量硬件，在一定程度上各自不同，而軟件專家則樂于為這些新機器撰寫軟件。有諷刺意味的是，</FONT><FONT
size=3>IBM</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>在</FONT><FONT
size=3>1981</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>年發布了</FONT><FONT size=3>IBM
PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>并于</FONT><FONT size=3>1982</FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>年早期供貨，從此定義了現代</FONT><FONT size=3>PC</FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>的模型。它擁有</FONT><FONT size=3>Intel 8088</FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>處理器，</FONT><FONT size=3>64K</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>內存（可以擴充到</FONT><FONT size=3>256K</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>），兩個軟驅和一個</FONT><FONT size=3>80x25</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>的彩色圖卡</FONT><FONT size=3>(CGA)</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，用今天的標準衡量，它功能不算很強，但是它銷售的不錯。</FONT><FONT size=3>1983</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>年，緊接著推出的</FONT><FONT size=3>IBM PC-XT</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>，則擁有一個豪華的</FONT><FONT size=3>10M</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>硬盤。不久大批公司如</FONT><FONT size=3>Compaq</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>開始制造</FONT><FONT size=3>IBM PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的復制品，</FONT><FONT size=3>PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的結構成為了事實的標準。這個事實的標準使大批硬件公司可以在這個不斷增長的市場上一起競爭，反過來，可以遏制價格，讓用戶滿意?，F代</FONT><FONT
size=3>PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>承襲了早期</FONT><FONT
size=3>PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>的許多系統體系特征。甚至基于最強大的</FONT><FONT
size=3>Intel Pentium Pro</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的系統也可以運行</FONT><FONT size=3>Intel 8086</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的尋址模式。當</FONT><FONT size=3>Linus Torvalds</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>開始開發后來的</FONT><FONT size=3>Linux</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>時，他選擇了當時最常見和價格最合理的硬件平臺：一臺</FONT><FONT size=3>Intel 80386 PC</FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>。</P>
<P align=justify>從</FONT><FONT size=3>PC</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的外面看，最明顯的部件就是機箱、鍵盤、鼠標和顯示器。在機箱的前面有一些按鈕，一個小屏幕顯示一些數字，還有一個軟驅。現在的大多數系統還有一個</FONT><FONT
size=3>CD-ROM</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>期、驅動器。如果你需要保護你的數據，那么還會有一個備份用的磁帶機。這些設備一律被看作外設。</P>
<P align=justify>雖然</FONT><FONT size=3>CPU</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>管理整個系統，但它并不是唯一的智能設備。所有的外設控制器，例如</FONT><FONT size=3>IDE</FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>控制器，也都擁有一定程度的智能。在</FONT><FONT size=3>PC</FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>內部（圖</FONT><FONT size=3>1.1</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>），你可以看到一個主板，包括</FONT><FONT size=3>CPU</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>或微處理器、內存和一些</FONT><FONT size=3>ISA</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>或</FONT><FONT size=3>PCI</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>外設控制卡的槽位。其中一些控制器，如</FONT><FONT size=3>IDE</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>磁盤控制器可能內置在系統主板上。</P>
<P align=justify> </P>
<OL>
<OL></FONT><FONT size=3>
<P align=justify>
<LI>CPU
<P></P></FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>
<P align=justify> </P></FONT><FONT size=3>
<P align=justify>CPU</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，或者說微處理器，是所有計算機系統的心臟。微處理器進行數學運算，邏輯操作并從內存中讀取指令并執行指令，進而控制數據流向。計算機發展的早期，微處理器的各種功能模塊是由相互分離（并且尺寸上十分巨大）的單元構成。這也是名詞“中央處理單元”的起源?，F代的微處理器將這些功能模塊集中在一塊非常小的硅晶片制造的集成電路上。在本書，名詞</FONT><FONT
size=3>CPU</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN size=3>、微處理器和處理器交替使用。</P>
<P align=justify>微處理器處理二進制數據：這些數據由</FONT><FONT size=3>1</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>和</FONT><FONT size=3>0</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>組成。這些</FONT><FONT size=3>1</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>和</FONT><FONT size=3>0</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>對應電氣開關的開或關。就好像</FONT><FONT size=3>42</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>代表</FONT><FONT size=3>4</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>個</FONT><FONT size=3>10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>和</FONT><FONT size=3>2</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>個單元，二進制數字由一系列代表</FONT><FONT size=3>2</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的冪數的數字組成。這里，冪數意味著一個數字用自身相乘的次數。</FONT><FONT size=3>10 </FONT><FONT
face=宋體 lang=ZH-CN size=3>的一次冪是</FONT><FONT size=3>10</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>，</FONT><FONT size=3>10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的</FONT><FONT size=3>2</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>次冪是</FONT><FONT size=3>10x10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，</FONT><FONT size=3>10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>的</FONT><FONT size=3>3</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>次冪是</FONT><FONT size=3>10x10x10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，依此類推。二進制</FONT><FONT size=3>0001</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是十進制</FONT><FONT size=3>1</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，二進制數</FONT><FONT size=3>0010</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是十進制</FONT><FONT size=3>2</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，二進制</FONT><FONT size=3>0011</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是十進制</FONT><FONT size=3>3</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，二進制</FONT><FONT size=3>0100</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是十進制</FONT><FONT size=3>4</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，等等。所以，十進制</FONT><FONT size=3>42</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是二進制</FONT><FONT size=3>101010</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>或者（</FONT><FONT size=3>2+8+32</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>或</FONT><FONT
size=3>2<SUP>1</SUP>+2<SUP>3</SUP>+2<SUP>5</SUP></FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>）。在計算機程序除了使用二進制表示數字之外，另一種基數，</FONT><FONT
size=3>16</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>進制，也經常用到。在這種進制中，每一位數字表示</FONT><FONT size=3>16</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>的冪數。因為十進制數字只是從</FONT><FONT size=3>0</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>到</FONT><FONT size=3>9</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，在十六進制中</FONT><FONT size=3>10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>到</FONT><FONT size=3>15</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>分別用字母</FONT><FONT size=3>A</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，</FONT><FONT size=3>B</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，</FONT><FONT size=3>C</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，</FONT><FONT size=3>D</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，</FONT><FONT size=3>E</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，</FONT><FONT size=3>F</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>表示。例如，十六進制的</FONT><FONT size=3>E</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是十進制的</FONT><FONT size=3>14</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>，而十六進制的</FONT><FONT size=3>2A</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>是十進制的</FONT><FONT size=3>42</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>（</FONT><FONT size=3>2</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>個</FONT><FONT size=3>16+10</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>）。用</FONT><FONT size=3>C</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>語言的表示法（本書一直使用），十六進制數字使用前綴“</FONT><FONT size=3>0x</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>”：十六進制的</FONT><FONT size=3>2A</FONT><FONT face=宋體
lang=ZH-CN size=3>寫做</FONT><FONT size=3>0x2A</FONT><FONT face=宋體 lang=ZH-CN
size=3>。</P>
<P align=justify> </P>
<P align=justify><IMG height=504 src="Linux Kernel(中文).files/Image1.gif"
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