計算機儲存體系介紹

2021-08-21 16:38:34 字數 1593 閱讀 5557

大體分為四層:

一.記憶體

容量遠遠高於外存,速度遠遠高於外存,穩定性不高(斷電內容消失)

有關ram和rom:

通常我們所說的記憶體,主存,僅指ram。

rom是「固化的軟體裝置」,其固化的軟體包括自檢程式,基本輸入輸出程式,自舉程式;

計算機加電啟動的基本過程:cpu從rom中取並執行自檢程式,自檢成功,根據自舉程式從指定的系統盤(外存),提取並執行os的啟動過程,然後,將計算機控制器移交os。

二.外存

容量最大,速度最慢,穩定性最高

三.快取記憶體

雖然記憶體是由電路組成的,其速度遠高於外存,但是,比cpu速度而言,記憶體速度依然很慢,若cpu所執行的指令和資料,每每都需要從記憶體取得,或者。cpu計算結果每每都需要儲存到記憶體,則,cpu速度再快都沒用,因為,最後速度取決於記憶體速度,通常情況下,記憶體速度比cpu慢將近乙個數量級,為了解決這個問題,在計算機中增加一種造價比記憶體昂貴,但容量遠小於記憶體的「快取記憶體器件」。

快取記憶體的工作原理概述:當cpu需要從記憶體中獲取指令資料時,將同時在快取記憶體和記憶體中進行。

查詢:一旦在快取記憶體中找到目標資料,則,停止在記憶體中訪問。

在上述工作原理的的情況下,若所查詢的資料能在相當大的概率下在快取記憶體中成功找到,則。大大提高了cpu的利用率,這個概率稱為快取記憶體的乙個重要效能指標:命中率!

四.暫存器

1.暫存器分類:分為通用暫存器組,段暫存器組,輔助暫存器組,兩個特殊暫存器。

(1)通用暫存器組:eax(ax),ebx(bx),ecx(cx),edx(dx).

兩種數值都可以決定cpu字長:匯流排(根)寬度,暫存器位數。

ax(add)通常於計算機計算(+,-,*,/,&,~,^)

函式返回值就是通過ax完成的。這是在編譯級別實現的。

bx(base):除了可以計算(與ax功能類似外),通常用於表示陣列下標這樣的「偏移量」。

cx(count):除了可以計算外,系統在硬體層面,通常將cx作為loop(迴圈)的「計數器」。

dx(date):通常輔助ax進行拓展位運算。

(2)輔助暫存器中sp和bp:

通常bp表示系統堆疊的棧底位置(位址);sp表示系統堆疊的棧頂位置(位址)。

(3)ip指令指標(指令暫存器)

ip具有「自動增一」的功能,(1指一條指令長度位元組,增一過程無需cpu的參與),即,與cpu真正同步執行;這可以完成程式的順序執行。

ip的值可以通過類似:jmp,je,jg,call等特殊執行進行修改,從而實現程式的跳轉(迴圈)執行,mov,ip,***是非法彙編命令。

可見。ip是非常重要的執行時的狀態資訊,是保護現場資訊時,首要要被儲存的物件。

(4)標誌位暫存器:flag

j簡單的說,通過flag計算機才真的可以做邏輯判斷,那麼,這個暫存器的值,在保護現場時,也必須儲存,否則會「斷片」。

關於c源程式與上述暫存器之間的關係

所有的c源程式**都要進行編譯,從而生成最終的機器指令**和檔案(可執行檔案)

那麼,上述的內容最終是由編譯軟體完成的,也就是說,編譯軟體將我們ascall碼形式的源程式,根據自己的原則,使用上述暫存器完成源**的任務,反過來說,如果在程式設計中需要特殊處理,就需要給編譯器一定的指導,才能達到我們的目的。

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