① 存儲器和寄存器分別有哪些
寄存器和存儲器的區別有以下幾點:
1、存儲器功能:存放指令和數據,並能由中央處理器(CPU)直接隨機存取。
2、寄存器功能:可將寄存器內的數據執行算術及邏輯運算;存於寄存器內的地址可用來指向內存的某個位置,即定址;可以用來讀寫數據到電腦的周邊設備。
3、寄存器的速度比主存儲器的速度要快很多,由於寄存器的容量有限,所以將不需要操作的數據存放在主存儲器中,主存儲器中的數據必須放入寄存器材能夠進行操作。
4、簡單地說:寄存器是操作數據的地方,存儲器是存放數據的地方。
5、寄存器結構通常是指基本RS觸發器派生D觸發器,是由一些與非門的結構、總體集成在CPU、讀寫速度與CPU的速度運行基本匹配,但由於性能優越,所以貴,一般好的CPU只有幾MB二級緩存,一級緩存。
6,CPU的內存,通常指的是硬碟,U盤和其他設備可以節省電源切斷後,數據的能力是一般比較大,缺點是讀寫速度非常緩慢,普通機械硬碟讀寫速度通常是大約50mb/S。內存和寄存器是用於慢速內存讀寫的多層存儲機制。
② 計算機系統中主要有哪幾種寄存器它們的作用分別是什麼
計算機寄存器分類簡介:
32位CPU所含有的寄存器有:
4個數據寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)
2個變址和指針寄存器(ESI和EDI) 2個指針寄存器(ESP和EBP)
6個段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)
1個指令指針寄存器(EIP) 1個標志寄存器(EFlags)
1、數據寄存器
數據寄存器主要用來保存操作數和運算結果等信息,從而節省讀取操作數所需佔用匯流排和訪問存儲器的時間。
32位CPU有4個32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。
對低16位數據的存取,不會影響高16位的數據。
這些低16位寄存器分別命名為:AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。
4個16位寄存器又可分割成8個獨立的8位寄存器(AX:AH-AL、BX:BH-BL、CX:CH-CL、DX:DH-DL),每個寄存器都有自己的名稱,可獨立存取。
程序員可利用數據寄存器的這種「可分可合」的特性,靈活地處理字/位元組的信息。
寄存器EAX通常稱為累加器(Accumulator),用累加器進行的操作可能需要更少時間。可用於乘、 除、輸入/輸出等操作,使用頻率很高;
寄存器EBX稱為基地址寄存器(Base Register)。它可作為存儲器指針來使用;
寄存器ECX稱為計數寄存器(Count Register)。
在循環和字元串操作時,要用它來控制循環次數;在位操作中,當移多位時,要用CL來指明移位的位數;
寄存器EDX稱為數據寄存器(Data Register)。在進行乘、除運算時,它可作為默認的操作數參與運算,也可用於存放I/O的埠地址。
在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作為基址和變址寄存器來存放存儲單元的地址,
在32位CPU中,其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不僅可傳送數據、暫存數據保存算術邏輯運算結果,
而且也可作為指針寄存器,所以,這些32位寄存器更具有通用性。
2、變址寄存器
32位CPU有2個32位通用寄存器ESI和EDI。
其低16位對應先前CPU中的SI和DI,對低16位數據的存取,不影響高16位的數據。
寄存器ESI、EDI、SI和DI稱為變址寄存器(Index Register),它們主要用於存放存儲單元在段內的偏移量,
用它們可實現多種存儲器操作數的定址方式,為以不同的地址形式訪問存儲單元提供方便。
變址寄存器不可分割成8位寄存器。作為通用寄存器,也可存儲算術邏輯運算的操作數和運算結果。
它們可作一般的存儲器指針使用。在字元串操作指令的執行過程中,對它們有特定的要求,而且還具有特殊的功能。
3、指針寄存器
其低16位對應先前CPU中的BP和SP,對低16位數據的存取,不影響高16位的數據。
32位CPU有2個32位通用寄存器EBP和ESP。
它們主要用於訪問堆棧內的存儲單元,並且規定:
EBP為基指針(Base Pointer)寄存器,用它可直接存取堆棧中的數據;
ESP為堆棧指針(Stack Pointer)寄存器,用它只可訪問棧頂。
寄存器EBP、ESP、BP和SP稱為指針寄存器(Pointer Register),主要用於存放堆棧內存儲單元的偏移量,
用它們可實現多種存儲器操作數的定址方式,為以不同的地址形式訪問存儲單元提供方便。
指針寄存器不可分割成8位寄存器。作為通用寄存器,也可存儲算術邏輯運算的操作數和運算結果。
4、段寄存器
段寄存器是根據內存分段的管理模式而設置的。內存單元的物理地址由段寄存器的值和一個偏移量組合而成
的,這樣可用兩個較少位數的值組合成一個可訪問較大物理空間的內存地址。
CPU內部的段寄存器:
ECS——代碼段寄存器(Code Segment Register),其值為代碼段的段值;
EDS——數據段寄存器(Data Segment Register),其值為數據段的段值;
EES——附加段寄存器(Extra Segment Register),其值為附加數據段的段值;
ESS——堆棧段寄存器(Stack Segment Register),其值為堆棧段的段值;
EFS——附加段寄存器(Extra Segment Register),其值為附加數據段的段值;
EGS——附加段寄存器(Extra Segment Register),其值為附加數據段的段值。
在16位CPU系統中,它只有4個段寄存器,所以,程序在任何時刻至多有4個正在使用的段可直接訪問;在32位
微機系統中,它有6個段寄存器,所以,在此環境下開發的程序最多可同時訪問6個段。
32位CPU有兩個不同的工作方式:實方式和保護方式。在每種方式下,段寄存器的作用是不同的。有關規定簡
單描述如下:
實方式: 前4個段寄存器CS、DS、ES和SS與先前CPU中的所對應的段寄存器的含義完全一致,內存單元的邏輯
地址仍為「段值:偏移量」的形式。為訪問某內存段內的數據,必須使用該段寄存器和存儲單元的偏移量。
保護方式: 在此方式下,情況要復雜得多,裝入段寄存器的不再是段值,而是稱為「選擇子」(Selector)的某個值。。
5、指令指針寄存器
32位CPU把指令指針擴展到32位,並記作EIP,EIP的低16位與先前CPU中的IP作用相同。
指令指針EIP、IP(Instruction Pointer)是存放下次將要執行的指令在代碼段的偏移量。
在具有預取指令功能的系統中,下次要執行的指令通常已被預取到指令隊列中,除非發生轉移情況。
所以,在理解它們的功能時,不考慮存在指令隊列的情況。
6、標志寄存器
一、運算結果標志位
1、進位標志CF(Carry Flag)
進位標志CF主要用來反映運算是否產生進位或借位。如果運算結果的最高位產生了一個進位或借位,那麼,其值為1,否則其值為0。
使用該標志位的情況有:多字(位元組)數的加減運算,無符號數的大小比較運算,移位操作,字(位元組)之間移位,專門改變CF值的指令等。
2、奇偶標志PF(Parity Flag)
奇偶標志PF用於反映運算結果中「1」的個數的奇偶性。如果「1」的個數為偶數,則PF的值為1,否則其值為0。
利用PF可進行奇偶校驗檢查,或產生奇偶校驗位。在數據傳送過程中,為了提供傳送的可靠性,如果採用奇偶校驗的方法,就可使用該標志位。
3、輔助進位標志AF(Auxiliary Carry Flag)
在發生下列情況時,輔助進位標志AF的值被置為1,否則其值為0:
(1)、在字操作時,發生低位元組向高位元組進位或借位時;
(2)、在位元組操作時,發生低4位向高4位進位或借位時。
對以上6個運算結果標志位,在一般編程情況下,標志位CF、ZF、SF和OF的使用頻率較高,而標志位PF和AF的使用頻率較低。
4、零標志ZF(Zero Flag)
零標志ZF用來反映運算結果是否為0。如果運算結果為0,則其值為1,否則其值為0。在判斷運算結果是否為0時,可使用此標志位。
5、符號標志SF(Sign Flag)
符號標志SF用來反映運算結果的符號位,它與運算結果的最高位相同。在微機系統中,有符號數採用碼表示法,所以,SF也就反映運算結果的正負號。運算結果為正數時,SF的值為0,否則其值為1。
6、溢出標志OF(Overflow Flag)
溢出標志OF用於反映有符號數加減運算所得結果是否溢出。如果運算結果超過當前運算位數所能表示的范圍,則稱為溢出,OF的值被置為1,否則,OF的值被清為0。
「溢出」和「進位」是兩個不同含義的概念,不要混淆。如果不太清楚的話,請查閱《計算機組成原理》課程中的有關章節。
二、狀態控制標志位
狀態控制標志位是用來控制CPU操作的,它們要通過專門的指令才能使之發生改變。
1、追蹤標志TF(Trap Flag)
當追蹤標志TF被置為1時,CPU進入單步執行方式,即每執行一條指令,產生一個單步中斷請求。這種方式主要用於程序的調試。
指令系統中沒有專門的指令來改變標志位TF的值,但程序員可用其它辦法來改變其值。
2、中斷允許標志IF(Interrupt-enable Flag)
中斷允許標志IF是用來決定CPU是否響應CPU外部的可屏蔽中斷發出的中斷請求。
但不管該標志為何值,CPU都必須響應CPU外部的不可屏蔽中斷所發出的中斷請求,以及CPU內部產生的中斷請求。
具體規定如下:
(1)、當IF=1時,CPU可以響應CPU外部的可屏蔽中斷發出的中斷請求;
(2)、當IF=0時,CPU不響應CPU外部的可屏蔽中斷發出的中斷請求。
CPU的指令系統中也有專門的指令來改變標志位IF的值。
3、方向標志DF(Direction Flag)
方向標志DF用來決定在串操作指令執行時有關指針寄存器發生調整的方向。具體規定在第5.2.11節——字元串操作指令——中給出。
在微機的指令系統中,還提供了專門的指令來改變標志位DF的值。
三、32位標志寄存器增加的標志位
1、I/O特權標志IOPL(I/O Privilege Level)
I/O特權標志用兩位二進制位來表示,也稱為I/O特權級欄位。該欄位指定了要求執行I/O指令的特權級。
如果當前的特權級別在數值上小於等於IOPL的值,那麼,該I/O指令可執行,否則將發生一個保護異常。
2、嵌套任務標志NT(Nested Task)
嵌套任務標志NT用來控制中斷返回指令IRET的執行。具體規定如下:
(1)、當NT=0,用堆棧中保存的值恢復EFLAGS、CS和EIP,執行常規的中斷返回操作;
(2)、當NT=1,通過任務轉換實現中斷返回。
3、重啟動標志RF(Restart Flag)
重啟動標志RF用來控制是否接受調試故障。規定:RF=0時,表示「接受」調試故障,否則拒絕之。
在成功執行完一條指令後,處理機把RF置為0,當接受到一個非調試故障時,處理機就把它置為1。
4、虛擬8086方式標志VM(Virtual 8086 Mode)
如果該標志的值為1,則表示處理機處於虛擬的8086方式下的工作狀態,否則,處理機處於一般保護方式下的工作狀態。
③ 通用寄存器有哪些
1、數據寄存器
數據寄存器主要用來保存操作數和運算結果等信息,從而節省讀取操作數所需佔用匯流排和訪問存儲器的時間。
2、變址寄存器
32位CPU有2個32位通用寄存器ESI和EDI。其低16位對應先前CPU中的SI和DI,對低16位數據的存取,不影響高16位的數據。
3、指針寄存器
32位CPU有2個32位通用寄存器EBP和ESP。其低16位對應先前CPU中的SBP和SP,對低16位數據的存取,不影響高16位的數據。
4、段寄存器
段寄存器是根據內存分段的管理模式而設置的。內存單元的物理地址由段寄存器的值和一個偏移量組合而成的,這樣可用兩個較少位數的值組合成一個可訪問較大物理空間的內存地址。
5、指令指針寄存器
32位CPU把指令指針擴展到32位,並記作EIP,EIP的低16位與先前CPU中的IP作用相同。 指令指針EIP、IP(Instruction Pointer)是存放下次將要執行的指令在代碼段的偏移量。
(3)存儲體有哪些寄存器擴展閱讀
寄存器是CPU內部重要的數據存儲資源,用來暫存數據和地址,是匯編程序員能直接使用的硬體資源之一。由於寄存器的存取速度比內存快,所以,在用匯編語言編寫程序時,要盡可能充分利用寄存器的存儲功能。
寄存器一般用來保存程序的中間結果,為隨後的指令快速提供操作數,從而避免把中間結果存入內存,再讀取內存的操作。在高級語言(如:C/C++語言)中,也有定義變數為寄存器類型的,這就是提高寄存器利用率的一種可行的方法。
另外,由於寄存器的個數和容量都有限,不可能把所有中間結果都存儲在寄存器中,所以,要對寄存器進行適當的調度。根據指令的要求,如何安排適當的寄存器,避免操作數過多的傳送操作是一項細致而又周密的工作。
參考資料來源:網路-通用寄存器
④ 主存除了存儲體外還應有什麼寄存器
主存除了存儲體外還應有內部寄存器
隨機存取存儲器(RAM)也叫主存,與CPU直接交換數據的內部存儲器,是一種非常快速的計算機內存,可以暫時存儲您的PC需要的所有信息,通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。
RAM是一種非常快速的計算機內存,可以暫時存儲您的PC需要的所有信息。這是你的計算機載入所有它認為需要很快找到的東西的地方,所以當它發生時,它可以以極快的速度讀取它。它與您的系統存儲非常不同,例如硬碟,信息長期存儲。
也許對於RAM來說,最好的比喻就是將它想像為系統的短期記憶。學習新東西很快,可以載入關於您的網路瀏覽器,您正在使用的圖像編輯工具或您正在玩的游戲的所有信息,以便您可以快速訪問它。您不想在每次打開新選項卡時裝載較慢的存儲設備,例如硬碟驅動器或固態驅動器(SSD),或裝入新的敵人進行拍攝。與存儲的年數相比,它們的速度與RAM相比要低得多。短期內存或RAM中的數據可以以幾乎相同的速度從任何位置讀取,並且因為它與系統具有硬連線連接,所以在布線或連接時沒有實際的延遲。
⑤ CPU中保存當前正在執行的指令地址的是什麼寄存器
高速緩沖存儲器(Cache)
Cache也是經常遇到的概念,也就是平常看到的一級緩存(L1 Cache)、二級緩存(L2 Cache)、三級緩存(L3 Cache)這些數據,它位於CPU與內存之間,是一個讀寫速度比內存更快的存儲器。當CPU向內存中寫入或讀出數據時,這個數據也被存儲進高速緩沖存儲器中。
當CPU再次需要這些數據時,CPU就從高速緩沖存儲器讀取數據,而不是訪問較慢的內存,當然,如需要的數據在Cache中沒有,CPU會再去讀取內存中的數據。
(5)存儲體有哪些寄存器擴展閱讀
組成結構——
高速緩沖存儲器是存在於主存與CPU之間的一級存儲器, 由靜態存儲晶元(SRAM)組成,容量比較小但速度比主存高得多, 接近於CPU的速度。
主要由三大部分組成:
Cache存儲體:存放由主存調入的指令與數據塊。
地址轉換部件:建立目錄表以實現主存地址到緩存地址的轉換。
替換部件:在緩存已滿時按一定策略進行數據塊替換,並修改地址轉換部件。
⑥ 存儲系統有哪些組成部分
存儲器是由存儲體、地址寄存器、地址解碼驅動電路、讀/寫控制邏輯、數據寄存器、讀/寫驅動器等六個部分組成
存儲體是存儲器的核心,是存儲單元的集合體
地址寄存器用於存放CPU訪問存儲單元的地址,經解碼驅動後指向相應的存儲單元。
解碼器將地址匯流排輸入的地址碼轉換成與其對應的解碼輸出線上的高電平或低電平信號,以表示選中了某一單元,並由驅動器提供驅動電流去驅動相應的讀/寫電路,完成對被選中單元的讀/寫操作。
讀/寫驅動器用以完成對被選中單元中各位的讀/寫操作,包括讀出放大器、寫入電路和讀/寫控制電路。
數據寄存器用於暫時存放從存儲單元讀出的數據,或從CPU輸出I/O埠輸入的要寫入存儲器的數據。
讀/寫控制邏輯接收來自CPU的啟動、片選、讀/寫及清除命令,經控制電路綜合處理後,發出一組時序信號來控制存儲器的讀/寫操作
⑦ 寄存器的分類
eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, ebp, esp等都是X86 匯編語言中CPU上的通用寄存器的名稱,是32位的寄存器。如果用C語言來解釋,可以把這些寄存器當作變數看待。
比方說:add eax,-2 ; //可以認為是給變數eax加上-2這樣的一個值。
這些32位寄存器有多種用途,但每一個都有各自的特別之處。
EAX:累加寄存器,相對於其他寄存器,在運算方面比較常用。
EBX:基地址寄存器,作為內存偏移指針使用。
ECX:計數器,用於特定的技術。
EDX:作為EAX的溢出寄存器,(除法產生的余數)。
EIP:存儲CPU下次所執行的指令地址(存放指令偏移地址)。
ESP:指針的寄存器,用於堆棧操作。被形象地稱為棧頂指針,堆棧的頂部是地址小的區域,壓入堆棧的數據越多,ESP也就越來越小。在32位平台上,ESP每次減少4位元組。
EBP:基址指針,指棧的棧底指針。
它最經常被用作高級語言函數調用的"框架指針"(frame pointer). 在破解的時候,經常可以看見一個標準的函數起始代碼:
push ebp ;保存當前ebp
mov ebp,esp ;EBP設為當前堆棧指針
sub esp, xxx ;預留xxx位元組給函數臨時變數.
...
這樣一來,EBP 構成了該函數的一個框架, 在EBP上方分別是原來的EBP, 返回地址和參數. EBP下方則是臨時變數. 函數返回時作 mov esp,ebp/pop ebp/ret 即可.
ESI:在內存操作指令中作為「源地址指針」使用。
EDI:在內存操作指令中作為「目的地址」使用。
MOV:將源操作數送至目的操作數。
PUSH:入棧指令,將源操作數指定的字數據壓入堆棧棧頂。
POP:出棧操作,將源操作數指定的字數據壓入堆棧棧頂。
JMP:跳轉至指定地址執行。
LEA:取有效地址(偏移地址)至寄存器。
CALL:將程序的執行交給其他代碼段。
RET:子程序的返回指令。
⑧ 存儲器由哪幾部分組成,如何使用
存儲器由存儲體、地址解碼器和控制電路組成。
1)存儲體是存儲數據信息的載體。由一系列存儲單元組成,每個存儲單元都有確定的地址。存儲單元通常按位元組編址,一個存儲單元為一個位元組,每個位元組能存放一個8位二進制數。就像一個大倉庫,分成許多房間,大倉庫相當於存儲體,房間相當於位元組,房間都有編號,編號就是地址。
2)地址解碼器將CPU發出的地址信號轉換為對存儲體中某一存儲單元的選通信號。相當於CPU給出地址,地址解碼器找出相應地址房間的鑰匙。通常地址是8位或1 6位,輸入到地址解碼器,產生相應的選通線,8位地址能產生28=256根選通線,即能選通256位元組。16位地址能產生216=65536=64K根選通線,即能選通64K位元組。當然要產生65536根選通線是很難想像的,實際上它是分成256根行線和256根列線,256 X 256=65536,合起來能選通65536個存儲單元。
3)存儲器控制電路包括片選控制、讀/寫控制和帶三態門的輸入/輸出緩沖電路。
①片選控制確定存儲器晶元是否工作。
②讀/寫控制確定數據傳輸方向;若是讀指令,則將已被選通的存儲單元中的內容傳送到數據匯流排上;若是寫指令,則將數據匯流排上的數據傳送到已被選通的存儲單元中。
③帶三態門的輸入/輸出緩沖電路用於數據緩沖和防止匯流排上數據競爭。數據匯流排相當於一條車流頻繁的大馬路,必須在綠燈條件下,車輛才能進入這條大馬路,否則要撞車發生交通事故。同理,存儲器的輸出端是連接在數據匯流排上的,存儲器中的數據是不能隨意傳送到數據匯流排上的。例如,若數據匯流排上的數據是「1」(高電平5V),存儲器中的數據是「0」(低電平OV),兩種數據若碰到一起就會發生短路而損壞單片機。因此,存儲器輸出埠不僅能呈現「1」和「O」兩種狀態,還應具有第三種狀態「高阻"態。呈「高阻"態時,它們的輸出埠相當於斷開,對數據匯流排不起作用,此時數據匯流排可被其他器件佔用。當其他器件呈「高阻"態時,存儲器在片選允許和輸出允許的條件下,才能將自己的數據輸出到數據匯流排上。
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⑨ 存儲系統有哪些組成部分
存儲系統知識
存儲系統由硬體系統(磁碟陣列,控制器,磁碟櫃,磁帶庫等)、存儲軟體(備份軟體;管理軟體,快照,復制等增值軟體)、存儲網路(HBA卡,光纖交換機,FC/SAS線纜等)和存儲解決方案(集中存儲,歸檔,備份,容災等)組成。
⑩ 計算機中常用的寄存器有哪些
數據寄存器
-
用來儲存整數數字(參考以下的浮點寄存器)。在某些簡單/舊的
CPU,特別的數據寄存器是累加器,作為數學計算之用。
地址寄存器
-
持有存儲器地址,以及用來訪問存儲器。在某些簡單/舊的CPU里,特別的地址寄存器是索引寄存器(可能出現一個或多個)。
通用目的寄存器
(GPRs)
-
可以保存數據或地址兩者,也就是說他們是結合
數據/地址
寄存器的功用。
浮點寄存器
(FPRs)
-
用來儲存浮點數字。
常數寄存器
-
用來持有隻讀的數值(例如
0、1、圓周率等等)。
向量寄存器
-
用來儲存由向量處理器運行SIMD(Single
Instruction,
Multiple
Data)指令所得到的數據。
特殊目的寄存器
-
儲存CPU內部的數據,像是程序計數器(或稱為指令指針),堆棧寄存器,以及狀態寄存器(或稱微處理器狀態字組)。
指令寄存器(instruction
register)
-
儲存現在正在被運行的指令
索引寄存器(index
register)
-
是在程序運行實用來更改運算對象地址之用。
在某些架構下,模式指示寄存器(也稱為「機器指示寄存器」)儲存和設置跟處理器自己有關的數據。由於他們的意圖目的是附加到特定處理器的設計,因此他們並不被預期會成微處理器世代之間保留的標准。
有關從
隨機存取存儲器
提取信息的寄存器與CPU(位於不同晶元的儲存寄存器集合)
存儲器緩沖寄存器(Memory
buffer
register)
存儲器數據寄存器(Memory
data
register)
存儲器地址寄存器(Memory
address
register)
存儲器型態范圍寄存器(Memory
Type
Range
Registers)
很多,講不完的