内存

内存存放的是你正在做的事情（运行的程序、正在处理的数据、操作系统正在使用的核心组件）

载入内存

• 为什么：
  1. CPU中的硬件电路只能运行内存中的程序（内存块且容量大）
  2. 操作系统可以存储在不同的硬件上，不同硬件差异大，所以统一运行在内存上。
• 怎么做：
  1. 程序被内存加载器加载到内存的某个区域。
  2. CPU的 CS：IP 被指向这个程序的起始地址。（CS 代码段寄存器，实模式下存储段基址，保护模式下存放段选择子）

内存的分段访问机制

• 内存地址可以访问 物理内存条、一些外设（显存、硬盘控制器等）、ROM
• 内存的分段访问机制：实模式下，地址 = 段基址 * 16 + 段内偏移地址

CPU中的寄存器（实模式）

• 程序员不可见，内部使用（不可见是指程序员不能使用）： 全局描述符寄存器、中断描述符寄存器、IP寄存器、局部描述符寄存器、任务寄存器、控制寄存器
• 程序员可见 段寄存器（代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、栈寄存器SS、附加段寄存器…） 通用寄存器（AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP）作用详见纸质笔记
• 寻址方式 （寻的是操作数的地址，源操作数/目的操作数）

1. 寄存器寻址
2. 立即数寻址
3. 内存寻址（直接寻址、基址寻址、变址寻址、基址变址寻址）

ROM

只读存储器，焊接在主板上的一块芯片，存储预先写死的固定程序（BIOS、UEFI）。“与生俱来的本能“

BIOS

基本输入输出系统，是一种 固化在主板ROM（只读存储器）中的系统程序。

计算机启动时运行的第一个软件，
它是 硬件与操作系统之间的桥梁。

核心功能

• 开机自检
• 初始化硬件
• 引导操作系统 （BIOS 会根据设定的顺序，逐个尝试从这些设备中寻找 可引导的操作系统。） eg. 光驱 → 硬盘 → U盘 → 网络引导

  1.从设备的第一个扇区（MBR, 主引导记录） 读取引导程序；
  2.将它加载到内存；
  3.把控制权交给这个引导程序

• 提供硬件的底层接口（BIOS中断服务）

入口地址：0xffff0

硬盘：

温彻斯特硬盘

机械硬盘HDD：盘片自传，磁头悬浮，磁头臂沿盘片径向移动。

工作原理：

（1）寻道时间：磁头臂移动到目标位置的时间（效率瓶颈）

（2）柱面：按柱面存储数据，可减少寻道时间

（3）扇区：磁头号、磁道号、扇区号，此三者可以唯一确定一个扇区

主板对硬盘的支持：

（1）IDE：硬盘控制器（驱动外设的模块电路，IO接口，与显卡类似），其和硬盘组合在一起，这 样的接口称为IDE（集成设备电路）。硬盘也被习惯性称为IDE硬盘。

（2）串行接口/并行接口：硬盘分为串行和并行接口（Serial/Parallel）有的主板同时兼容这两种接 口。支持多少块硬盘取决于主板的能力。

读取硬盘过程中寄存器设置的大致流程（不唯一，仅作示例）

（1）选择通道，往该通道的sector count寄存器中写入代操作的扇区数

sector count寄存器：用来指定带读取/写入的扇区数，硬盘每完成一个扇区，此寄存器值减一

（2）往该通道的LBA寄存器写入扇区编号的低24位（高4位写入device寄存器，device寄存器是杂项）

LBA寄存器：逻辑块地址，将扇区从0开始编号，忽略物理结构。

（3）往该通道的command寄存器写入操作命令

command寄存器：和status寄存器是同一个寄存器，用途不同，最后设置，只要把命令写入 command寄存器，硬盘就开始工作了。

（4）从该通道的status寄存器读取，判断其工作是否完成

status寄存器：第一位显示是否出错，第三位显示数据是否准备好了。

（5）如果上述步骤任务是读取硬盘，则进入（6），否则完工

（6）将数据从硬盘读出。

SSD固态硬盘

速度快、容量低、价格高，在个人电脑中很少见到SSD硬盘。

工作原理：

固态硬盘依靠主控芯片来将数据的二进制信息写入浮栅晶体管中，以这样的原理实现数据的读取和写入。完全是依靠数字电路实现。

硬盘设备分区

一台服务器往往会配备有多块硬盘，Linux中为了区分不同的硬盘，会使用不同的命名来将硬盘设备标识，Linux系统对物理磁盘设备会使用sd[a-z]的方式来命名。物理硬盘上的详细分区会使用数字的方式来进行标识，比如sda设备上的多个分区会标识为sda[1,2,3....]

硬盘分区有两种主流的格式：MBR 和 GPT

管理分区

查看分区

lsdisk

parted 高级分区操作

fdisk 管理MBR分区

gdisk 管理GPT分区