计算机 CPU 相关基础知识

# 基本知识

  • 所有编译语言都是将可读性描述转化为二进制机械语言进行执行
    通用计算机语言 -> 汇编语言 -> 二进制语言

  • 计算机几乎所有组件都有存储器
    CPU 最直接的存储器是寄存器

  • CPU 可以对所有存储器读写
    CPU 接有直接到达各个计算机部件的电路
    CPU 可以对存储器进行三类交互

三种交互类型

1 地址信息 (通过地址总线)
2 控制信息 (通过控制总线)
3 数据信息 (通过数据总线)

  • 程序执行流程
    硬盘文件 -> 虚拟内存 ->CPU
  • 存储器芯片
    分为 RAM 和 ROM
存储器芯片分类

内存 ->RAM
接口 ->RAM
bios->ROM

  • 内存地址空间 (物理地址)
    逻辑上所有计算机接入设备都是相连的一大块
    CPU 可见的是一大块的存储器 (包含内存,显卡,网卡...)
    系统为存储器分配地址空间
    举个栗子 主随机存储器地址为 07FFFH, 显存地址为 8000H9FFFH, 各 ROM 地址为 A000H~FFFFH

# 地址总线与 CPU 寻址

CPU 到内存的总线有很多条 (逻辑上), 具体数目与 CPU 有关,一条总线可以传输一位数据 (0/1), 将所有总线的数据联合起来就组成了地址信息,主流处理器分 32 位和 64 位 (也叫地址宽度), 在地址总线上就对应了 CPU 能访问到的地址数目 232 和 264。
举个栗子当 CPU 从地址总线发送数据 (11010000...) 到内存,内存会定位到这个地址,这个地址的所在的内存单元数据 (通常为 1byte) 也就被寻找到了。

# 数据总线与数据传输

数据总线的宽度决定速度传输速度
8088CPU 是 8 位的,一次可以传输 8 位数据
8086CPU 是 16 位的,一次可以传输 16 位数据

# 控制总线

控制总线发送控制信息 (通常是读和写)
控制接入电脑的硬件。

# CPU 概述

一个典型 CPU 由 运算器控制器寄存器 组成,这些部件靠 CPU 内部总线相连。

# 寄存器概述

x86 寄存器一般是 16 位的,可以存放两个字节 (等于一个字),AX,BX,CX,DX 存储一般性数据,可以分为两个独立的 8 位使用,称为通用寄存器
通用寄存器一般为 8 个,其他寄存器可以有若干
AX 等带 X 后缀的都为 16 位,而 EAX 之类为 32 位
通用寄存器可以分为高位和地位如 AH 和 AL,BH 和 BL (用于兼容旧系统)

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