寄存器的官方叫法有很多,Wiki 上面的叫法是 Processing Register, 也可以稱為CPU Register,計算機中經常有一個東西多種叫法的情況,反正你知道都說的是寄存器就可以了。
認識寄存器之前,我們首先先來看一下 CPU 內部的構造。
CPU 從邏輯上可以分為 3 個模塊,分別是控制單元、運算單元和存儲單元,這三部分由 CPU 內部總線連接起來。
幾乎所有的馮·諾伊曼型計算機的 CPU,其工作都可以分為5個階段:「取指令、指令譯碼、執行指令、訪存取數、結果寫回」。
取指令階段是將內存中的指令讀取到 CPU 中寄存器的過程,程序寄存器用于存儲下一條指令所在的地址
指令譯碼階段,在取指令完成后,立馬進入指令譯碼階段,在指令譯碼階段,指令譯碼器按照預定的指令格式,對取回的指令進行拆分和解釋,識別區分出不同的指令類別以及各種獲取操作數的方法。
執行指令階段,譯碼完成后,就需要執行這一條指令了,此階段的任務是完成指令所規定的各種操作,具體實現指令的功能。
訪問取數階段,根據指令的需要,有可能需要從內存中提取數據,此階段的任務是:根據指令地址碼,得到操作數在主存中的地址,并從主存中讀取該操作數用于運算。
結果寫回階段,作為最后一個階段,結果寫回(Write Back,WB)階段把執行指令階段的運行結果數據寫回到 CPU 的內部寄存器中,以便被后續的指令快速地存取;
寄存器和存儲器的區別包括三方面:功能、速度、性質。
1.寄存器和存儲器的性質不同,二者從字面意思就可以理解到一個是寄存,一個是存儲。那么他們的具體的原理是存儲器需要從CPU當中獲取一部分空間用來存儲數據和一些計算機操作指令;而寄存器是直接暫時的存數據來執行操作。
2.在功能上寄存器可以用來指向內存的隨機位置;并且可以用來讀寫數據到電腦的周邊設備,而存儲器只能讀取和存放。二者在存儲和讀取速度上也是有區別的,寄存器比存儲器更快,因為是有限的空間讀取存儲有限的數據。
3.寄存器一般是一種與非門構成的,它一般集成在cpu中。它的性能比較優秀,但是它的造價也是相當昂貴的。一般許多高級的cpu也只有幾兆的寄存緩存空間。所以寄存器帶來的是緩存,存儲器帶來的儲存空間。
來源:博客園,寂寞梧桐述
審核編輯 :李倩
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