计算机的网络
1.1连接
网络的作用就是把设备连接起来,比如我们的无线路由器,通过无线网络把设备之间连接起来,在计算机中,我们把这个连接设备的链路成为总线,在ADSL年代,我们用电话交换,诸如此类的还有以太网交换、直连、中转、HUB总线等。
2.1寻找
连接起来之后,我们怎么要区别各种设备呢?所以我们就需要命名的机制。目前我们在以太网中用的做广泛的就是TCP/IP协议,以IP地址进行命名,还有些非正统的,例如MAC地址,我们一般都会用IP对MAC地址的映射表,解析的过程成为ARP解析。那计算机是如何寻找设备的?
2.2发送
找到目标后,通过网络层就会把发送出去,传输层来保障数据传输的可靠性。置于发送,那就是OSI七层模型中的上三层来考虑的事情。
把IO总线当成网络
IO总线可以接入多个外设,比如键盘,鼠标,显示器,串口设备,显卡等,当然最重要的就是我们要学习的“硬盘”。
那现在我们来想想一下,把CPU和内存还有各种外设连接到总线上,这不就是网络中的HUB么,HUB本身就是一个总线结构,每个接口都连接一个设备。仔细研究发现,其实IO总线和HUB总线的模型相同,但是内部的结构还是有些不一样的地方,CPU和内存之间因为速度够快,它们之间单独使用一条总线进行连接。
这个总线和慢速IO总线通过一个芯片进行连接,这个芯片就是“北桥”芯片。这个芯片主要是连接CPU和内存以及慢速IO总线,不记得朋友可以翻看我们前面一篇文章“计算机之间的爱情”。
CPU和北桥连接的总线叫做“系统总线”,也成为了“前端总线”。这个总线的频率与CPU自身的频率是两个概念,总线的频率指的是CPU对外传输数据时的频率,而CPU本身的频率指的是CPU在运算时电路所产生的频率。
前端总线的数量有64或者128条,就叫做总线位数。这个位数已与我们常见的64位32位不同,这个指的是寄存器与运算单元之间的总线条数。内存与北桥之间连接的总线叫做“内存总线”。
由于北桥速度快,IO总线速度相比北桥明显慢,所以北桥和IO总线之间,往往要增加一个网桥,叫做“南桥”,在南桥上一般集成了众多外设的控制器,比如USB控制器和磁盘控制器等。
CPU、内存、硬盘的通信的原理
CPU是一块芯片,硬盘是一个盒子,它们不是一体的,而且都连接在这个网桥上面,那么CPU是如何去向硬盘要数据的呢,肯定是要通过一条通道来进行获取数据的,这个通道是什么,就是电路。
凡是分割节点之间,需要接触和通信,就可以看做是网络模型。这个模型我们就可以往OSI模型上面去靠近。通信是通过电路,电路就是物理层,那数据链路层是什么?
学过写网络的同学都了解过数据链路层,它主要是保障数据传输的可靠性,类似我们在打篮球的同学,我们必须将篮球投入篮筐,但是我们在完成得分的过程中必须要遵守篮球规则,那在计算机之间的硬盘需要有“数据链路层”么?答案是不需要,因为是总线短,再加上一篇文章介绍的总线的印刷技术,是多层而且向蛇形一样,所以数据传输时非常的稳定,所以我们在这条高速公路上时不要有“数据司机”或者“数据押运员”的。
总结起来计算机的总线只需要物理层、网络层和上三层。接下来我们来看一个CPU向硬盘找数据的案例:
![](https://img.haomeiwen.com/i20280227/a2efe4169458e874.png)
网友评论