CPU和存储器的基本概念

指令、数据、存储单元

“指令”和“数据”都是存储在内存或磁盘上的二进制信息,指挥CPU的二进制信息叫“指令”,被CPU操作的二进制信息叫“数据”。

对于存储器,我们将它划分成若干存储单元以便于使用,每个存储单元从0开始顺序递增编号,每一个存储单元可以存储8bit的信息,即一个byte(字节)。字节是存储器存储信息的最小单元。

CPU和总线

我们编写程序时可以这样认为:CPU是我们的小弟,我们指挥他去干活,我们为CPU设计程序,要时刻站在CPU的角度考虑问题。CPU干活时,要读写存储器,那么肯定有几根导线连着CPU和存储器,这些导线称为总线。总线分为三类:

  • 地址总线:用于CPU告诉存储它要访问哪个存储单元
  • 数据总线:用于CPU操作的二进制信息的传输
  • 控制总线:用于CPU告诉存储器,它要读数据还是写数据

CPU寄存器

寄存器是CPU内部的高速存储结构,CPU运行时光靠RAM存储器是不行的,那样速度太慢了,CPU内部有自己的寄存器,分为通用寄存器(AX、BX、CX、DX)、段寄存器(DS、CS、SS、ES)、变址指针寄存器(SI、DI)、栈指针寄存器(SP、BP)、指令指针寄存器(IP)、标志寄存器(FLAG),这些寄存器会在用到的时候详细讲解。

主板、存储器、接口卡

主板是一块大电路板,上面安装了CPU、存储器、外围芯片组、以及各种接口卡插槽,所有这些设备都是通过总线和CPU相连的,所有这些设备都是由CPU指挥的,因此CPU可以干这些事:

  • 读写主存储器
  • 指挥接口卡干活
  • 读写接口卡的存储器

存储器又分为两种:

  • RAM:随机存储器,CPU能够读写
  • ROM:只读存储器,如存储BIOS程序的芯片,由厂家写入数据后,CPU只能读数据而不能向其写数据,想要改写或擦除ROM的数据就必须通过其他的手段了

内存地址空间

实际上,CPU操作所有设备都是把它们当做存储器来看待的,无论读写数据还是控制接口卡设备,要进行的操作都是“读”或“写”一些信息,因此人们就把所有和CPU相连的设备抽象的看成一个大的存储器设备,读写这个抽象的存储器设备,就需要给要操作的数据编号,所以就有了内存地址空间的概念。

作者:Gacfox
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