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  • 存储器在CPU外,一般指硬盘,U盘等可以在切断电源后保存资料的设备,容量一般比较大,缺点是读写...内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存

    转载自:http://blog.csdn.net/yangyangzhang1990/article/details/45971495

    存储器在CPU外,一般指硬盘,U盘等可以在切断电源后保存资料的设备,容量一般比较大,缺点是读写速度都很慢,普通的机械硬盘读写速度一般是50MB/S左右。内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存的主要存储介质,但从20世纪70年代开始,逐步被半导体存储器所取代,目前的计算机都是用半导体存储器。现在的DDR2内存的读写速度一般为6~8GB/S,跟机器性能也有关系。

        而寄存器(又称缓存)一般是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发,就是一些与非门构成的结构,一般整合在CPU内,其读写速度跟CPU的运行速度基本匹配,但因为性能优越,所以造价昂贵,一般好的CPU也就只有几MB的2级缓存,1级缓存更小。使用寄存器可以缩短至零长度、节省存储空间,提高指令的执行速度。不同的寄存器有不同的作用,如:通用寄存器(GR)用以存放操作数、操作数的地址或中间结果;指令寄存器(IR)用以存放当前正在执行的指令,以便在指令执行的过程中,控制完成一条指令的全部功能。
        CPU计算时,先预先把要用的数据从硬盘读到内存,然后再把即将要用的数据读到寄存器。最理想的情况就是CPU所有的数据都能从寄存器里读到,这样读写速度就快,如果寄存器里没有要用的数据,就要从内存甚至硬盘里面读,那样读写数据占的时间就比CPU运算的时间还多的多。所以评价一款CPU的性能除了频率,缓存也是很重要的指标。
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  • 先明白定义再说区别和原理: <br />1、程序存储器(program storage)  在计算机的主存储器中专门用来存放程序、子程序的一个区域。 <br />2、指令寄存器(IR ):用来保存当前正在执行的一条...

    先明白定义再说区别和原理:


    1、程序存储器(program storage)
      在计算机的主存储器中专门用来存放程序、子程序的一个区域。

    2、指令寄存器(IR ):用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时,先把它从内存取到数据寄存器(DR)中,然后再传送至IR。指令划分为操作码和地址码字段,由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令,必须对操作码进行测试,以便识别所要求的操作。指令译码器就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。

    3、程序计数器(PC):为了保证程序(在操作系统中理解为进程)能够连续地执行下去,CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器正是起到这种作用,所以通常又称为指令计数器。在程序开始执行前,必须将它的起始地址,即程序的一条指令所在的内存单元地址送入PC,因此程序计数器(PC)的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时,CPU将自动修改PC的内容,即每执行一条指令PC增加一个量,这个量等于指令所含的字节数,以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的,所以修改的过程通常只是简单的对PC加1。
      当程序转移时,转移指令执行的最终结果就是要改变PC的值,此PC值就是转去的地址,以此实现转移。有些机器中也称PC为指令指针IP(Instruction Pointer)

    4、地址寄存器:用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别,所以必须使用地址寄存器来保持地址信息,直到内存的读/写操作完成为止 。
      当CPU和内存进行信息交换,即CPU向内存存/取数据时,或者CPU从内存中读出指令时,都要使用地址寄存器和数据缓冲寄存器。同样,如果我们把外围设备的设备地址作为像内存的地址单元那样来看待,那么,当CPU和外围设备交换信息时,我们同样使用 地址寄存器和数据缓冲寄存器。 

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  • 内部寄存器类型含14个16位寄存器,按功能可分为3类:8个通用寄存器;4个段寄存器;2个控制寄存器。1 通用寄存器①数据寄存器(AX,BX,CX,DX);8088/8086含4个16位数据寄存器,又可分为8个8位寄存器,即:数据寄存器...
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    内部寄存器类型

    含14个16位寄存器,按功能可分为3类:

    8个通用寄存器;4个段寄存器;2个控制寄存器。

    1 通用寄存器

    ①数据寄存器(AX,BX,CX,DX);

    8088/8086含4个16位数据寄存器,又可分为8个8位寄存器,即:

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    数据寄存器特有的习惯用法:

    AX:累加器,所有I/O指令都通过AX与接口传送信息,中间运算结果也多放于AX中;

    BX:基址寄存器,在间接寻址中用于存放基地址;

    CX:计数寄存器,用于在循环或串操作指令中存放计数值;

    DX:数据寄存器,在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在32位乘除法运算时,存放高16位数。

    ②地址寄存器(SP,BP);

    SP:堆栈指针寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;

    BP:基址指针寄存器,常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。

    备注:BX与BP在应用上的区别,作为通用寄存器,二者均可用于存放数据;作为基址寄存器用BX表示所寻找的数据在数据段;用BP则表示数据在堆栈段。

    ③变址寄存器(SI,DI)。

    SI:原变址寄存器

    DI:目标变址寄存器

    变址寄存器在指令中常用于存放数据在内存中的地址。

    2 控制寄存器

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    ①状态标志位

    CF(carry flag):进位标志位,加减法运算时,最高位有进/借位则CF=1

    PF(parity flag):奇偶标志位,运算结果的低8位中“1”的个数为偶数时,PF=1

    AF(auxiliary carry flag):辅助进位标志位,加减操作中,若bit3向bit4有进借位,则AF=1

    ZF(zero flag):零标志位,当运算结果为零时,ZF=1

    SF(sign flag):符号标志位,当运算结果最高位为1时,SF=1

    OF(overflow flag):溢出标志位,当算术运算结果超出了有符号数的可表达范围时,OF=1.

    状态标志位 例题:

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    ②控制标志位

    TF(trap flag):陷阱标志位,也叫跟踪标志位,TF=1时,使CPU处于单步执行指令的工作方式

    IF(interrupt flag):中断允许标志位,IF=1使CPU可以响应可屏蔽中断请求。

    DF(direction flag):方向标志位,在数据串操作时确定操作的方向。

    3 段寄存器

    CS:代码段寄存器,存放代码段的段基地址。

    DS:数据段寄存器,存放数据段的段基地址。

    ES:附加段寄存器,存放附加段的段基地址。

    SS:堆栈段寄存器,存放堆栈段的段基地址。

    段寄存器的值表明响应逻辑段在内存中的位置。

    后接--存储器寻址

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  • 内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存的主要存储介质,但从20世纪70年代开始,逐步被半导体存储器所取代,目前的计算机都是用半导体存储器...

    1、存储器在CPU外,baidu一般指硬盘,U盘等可以在切断电源后保存资料的设备,zhi容量一般dao比较大,缺点是读写速度都很慢,普通的机械硬盘读写速度一般是50MB/S左右。

    内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存的主要存储介质,但从20世纪70年代开始,逐步被半导体存储器所取代,目前的计算机都是用半导体存储器。现在的DDR2内存的读写速度一般为6~8GB/S,跟机器性能也有关系。
    2、寄存器(又称缓存)一般是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发,就是一些与非门构成的结构,一般整合在CPU内,其读写速度跟CPU的运行速度基本匹配,但因为性能优越,所以造价昂贵,一般好的CPU也就只有几MB的2级缓存,1级缓存更小。使用寄存器可以缩短至零长度、节省存储空间,提高指令的执行速度。

    3、不同的寄存器有不同的作用,如:通用寄存器(GR)用以存放操作数、操作数的地址或中间结果;指令寄存器(IR)用以存放当前正在执行的指令,以便在指令执行的过程中,控制完成一条指令的全部功能。
    CPU计算时,先预先把要用的数据从硬盘读到内存,然后再把即将要用的数据读到寄存器。最理想的情况就是CPU所有的数据都能从寄存器里读到,这样读写速度就快,如果寄存器里没有要用的数据,就要从内存甚至硬盘里面读,那样读写数据占的时间就比CPU运算的时间还多的多。

    所以评价一款CPU的性能除了频率,缓存也是很重要的指标。

    CPU的组成:

    CPU的根本任务就是执行指令,对计算机来说最终都是一串由“0”和“1”组成的序列。CPU从逻辑上可以划分成3个模块,分别是控制单元、运算单元和存储单元,这三部分由CPU内部总线连接起来。

    1、控制单元

    控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等,对协调整个电脑有序工作极为重要。

    它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器IR中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器OC,按确定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。

    操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。

    2、运算单元

    是运算器的核心。可以执行算术运算(包括加减乘数等基本运算及其附加运算)和逻辑运算(包括移位、逻辑测试或两个值比较)。相对控制单元而言,运算器接受控制单元的命令而进行动作,即运算单元所进行的全部操作都是由控制单元发出的控制信号来指挥的,所以它是执行部件。

    3、存储单元

    包括CPU片内缓存和寄存器组,是CPU中暂时存放数据的地方,里面保存着那些等待处理的数据,或已经处理过的数据,CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。

    采用寄存器,可以减少CPU访问内存的次数,从而提高了CPU的工作速度。

    但因为受到芯片面积和集成度所限,寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的,分别寄存相应的数据。

    而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途,通用寄存器的数目因微处理器而异。这个是我们以后要介绍这个重点,这里先提一下。

     

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  • 寄存器和存储器区别

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    内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存的主要存储介质,但从20世纪70年代开始,逐步被半导体存储器所取代,目前的计算机都是用半导体存储器...
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  • 寄存器存储器、内存的区别

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存储器和寄存器区别