中央處理器CPU是單片機(jī)的核心,主要用來解譯單片機(jī)指令以及處理計算機(jī)數(shù)據(jù),內(nèi)部結(jié)構(gòu)大致可以分為控制單元、邏輯運算單元和存儲單元三個部分,存儲器和寄存器在計算機(jī)中起著不可或缺的作用。
首先帶大家了解CPU的工作流程,一般分為獲取指令-指令譯碼-執(zhí)行指令-獲取數(shù)據(jù)-寫回數(shù)據(jù)五個階段。首先將內(nèi)存中的指令讀取到CPU寄存器中;在獲取指令后進(jìn)入指令譯碼階段,譯碼器對指令分析,獲取指令類別和操作方法;譯碼結(jié)束后完成指令下的各種操作;然后根據(jù)地址碼從主存中讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行運算;最后將運行的數(shù)據(jù)寫回到內(nèi)部的寄存器中,便于之后的指令存取。
那么什么是寄存器和存儲器呢?寄存器是CPU的組成部分,又稱緩存,可以用來暫存指令或數(shù)據(jù)、位址,是由具有存儲功能的觸發(fā)器組合起來的,有了寄存器CPU才能高效運行;存儲器是指有存儲能力的硬件,用來存儲數(shù)據(jù)和程序,各種文檔、音像資料也是保存在存儲器當(dāng)中。
存儲器又分為ROM只讀存儲器和RAM隨機(jī)存儲器兩種,ROM性能穩(wěn)定在掉電后仍能保持?jǐn)?shù)據(jù),用來存儲計算機(jī)需要的指令;而RAM用來和cpu交換數(shù)據(jù),性能不太穩(wěn)定,掉電后數(shù)據(jù)會丟失。
寄存器和存儲器的區(qū)別:
1、從字面意思上看,一個是用來寄存,一個是用來存儲。寄存器是暫時的存數(shù)據(jù)來執(zhí)行數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)及邏輯運算操作;存儲器是從CPU當(dāng)中獲取一部分空間用來存儲數(shù)據(jù)和一些計算機(jī)操作指令。
2、寄存器可用來指向內(nèi)存的某個位置也可以讀寫數(shù)據(jù)到電腦的周邊設(shè)備;而存儲器只能存放指令和數(shù)據(jù),并由CPU直接隨機(jī)存取。
3、寄存器的讀寫速度比存儲器快,由于寄存器的容量有限,一般將需要操作的數(shù)據(jù)放在存儲器中,而存儲器中的數(shù)據(jù)是必須要放在寄存器中才能操作的。
4、存儲器一般在CPU外,指的是硬盤、U盤等的設(shè)備,容量大但速度慢;寄存器存在于cpu中,速度快,價格偏貴。使用寄存器可以縮短長度、節(jié)省存儲空間,提高指令執(zhí)行速度。
隨著CPU性能的提高和運行速度的加快,系統(tǒng)中各組成部分成了其發(fā)展的關(guān)鍵,存儲器和寄存器的存在促進(jìn)了信息交互,保證系統(tǒng)功能的穩(wěn)健性和程序的執(zhí)行效率。
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