计算机组成原理：初始化过程与DMA传输

"该资源是关于计算机组成原理的讲解，主要涵盖了主程序初始化的三个阶段，包括程序准备、DMA传送和善后处理，并探讨了DMA与中断处理的区别和相似点。此外，还涉及了计算机的基本概念，如冯·诺依曼思想、信息的数字化表示以及存储程序工作方式。在计算机系统硬件组成部分，介绍了CPU的主要构成，特别是运算器和控制器的功能与组成。" 在计算机系统中，主程序的初始化是一个至关重要的步骤，它通常分为三个阶段： 1. **程序准备**：此阶段涉及到加载操作系统或应用程序到内存中，设置必要的寄存器和内存区域，为程序运行做好准备。 2. **DMA(Direct Memory Access)传送**：在DMA模式下，外围设备可以直接访问内存，无需CPU介入，提高了数据传输效率。例如，在批量数据传输时，DMA控制器接管总线，从I/O设备读取或写入数据，完成后通知CPU。 3. **善后处理**：DMA传输结束后，CPU会接手进行错误检查、状态更新和其他必要的清理工作，确保系统恢复正常运行状态。 中断和DMA都是处理器处理I/O请求的方式，它们之间的区别在于： - **中断**依赖于软件（程序）来处理中、低速I/O，能处理复杂的任务，且在一条指令执行完后响应请求，涉及程序切换。 - **DMA**则由硬件实现，适用于高速、简单的数据传输，响应发生在总线周期结束时，不涉及复杂的程序处理，但需要总线权切换。 计算机的基本概念中，冯·诺依曼思想是现代计算机设计的基础，它包括： - **二进制代码表示**：所有程序和数据都用二进制形式表示。 - **存储程序工作方式**：预先将程序存储在内存中，然后自动连续执行。 - **硬件组成**：由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备构成。 运算器和控制器是CPU的核心部件： - **运算器**负责信息加工，包括算术逻辑单元(ALU)进行运算，通用寄存器存储操作数和结果，以及移位器等辅助运算。 - **控制器**生成微命令，协调整个计算机系统操作，微命令产生可以是组合逻辑控制或微程序控制方式。 理解这些基本概念和硬件结构对于深入学习计算机系统原理和优化程序性能至关重要。