第1章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

1.1 CPU中的相關(guān)組件

●程序計(jì)數(shù)器

是用于存放下一條指令所在單元的地址的地方。在程序執(zhí)行前，必須將程序的起始地址，即程序的一條指令所在的內(nèi)存單元地址送入程序計(jì)數(shù)器，當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)，CPU將自動(dòng)修改程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，即每執(zhí)行一條指令程序計(jì)數(shù)器增加一個(gè)量，使其指向下一個(gè)待指向的指令。程序的轉(zhuǎn)移等操作也是通過(guò)該寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

●地址寄存器

一般用來(lái)保存當(dāng)前CPU所訪問(wèn)的內(nèi)存單元的地址，以方便對(duì)內(nèi)存的讀寫操作。

●累加器

是專門存放算術(shù)或邏輯運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的寄存器

●ALU

是CPU的執(zhí)行單元，主要負(fù)責(zé)運(yùn)算工作。

●指令寄存器

一般用來(lái)保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。

●數(shù)據(jù)寄存器

主要是用來(lái)保存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果等信息的，其目的是為了節(jié)省讀取操作數(shù)所需占用總線和訪問(wèn)存儲(chǔ)器的時(shí)間。

●地址寄存器

一般用來(lái)保存當(dāng)前CPU所訪問(wèn)的內(nèi)存單元的地址，以方便對(duì)內(nèi)存的讀寫操作。

1.2 CPU的性能指標(biāo)

●主頻

即CPU的工作頻率，單位是Hz(赫茲)。

●字長(zhǎng)

即CPU的數(shù)據(jù)總線一次能同時(shí)處理數(shù)據(jù)的位數(shù)。

●CPU緩存(Cache Memory)

是位于CPU與內(nèi)存之間的臨時(shí)存儲(chǔ)器。

●核心數(shù)量

是指在一枚處理器中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算引擎(內(nèi)核)。

1.3 輸入輸出

●內(nèi)存與接口地址獨(dú)立編制方式

內(nèi)存地址和接口地址完全獨(dú)立的兩個(gè)地址空間，它們是完全獨(dú)立的并且是相互隔離的。訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)所使用的指令也完全不同，用于接口的指令只用于接口讀寫，其余的指令全都是用于內(nèi)存的。因此，在編程序或讀程序中很容易使用和辨認(rèn)。

●內(nèi)存與接口統(tǒng)一編址方法

內(nèi)存地址和接口地址統(tǒng)一在一個(gè)公共的地址空間里，即內(nèi)存單元和接口共用地址空間。在這些地址空間里劃出一部分地址分配給接口使用，其余地址歸內(nèi)存單元使用。分配給內(nèi)存的地址區(qū)間只能用于內(nèi)存單元，接口絕不允許使用。同樣，分配給接口的地區(qū)間內(nèi)存單元也絕不能再用。這種編址方法的優(yōu)點(diǎn)是原則上用于內(nèi)存的指令全部都可以用于接口，其中一部分分配給接口使用，剩余的為內(nèi)存所用，這經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存地址不連續(xù)。

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