总线
读写过程基本如下:⾸先CPU通过地址总线把地址信息传递⾄存储器,对应地到⽬标存储单元;CPU⼜通过控制总线把控制信息(读操作或写操作)传递⾄存储器,到对应读或写的芯⽚器件;CPU最后通过数据总线把将要被读或被写的数据信息传递⾄⽬标存储单元,执⾏数据的读或写。
关于8086CPU
8086CPU是⼀款经典的CPU,它的数据总线宽度是 16位。⽆论当下CPU更新速度多么快,它们都与8086CPU的技术架构是⼀致的,变化的只是晶体管的数量多了,导线的数量多了⽽已。学好了8086CPU的⼯作原理,基本上就能举⼀反三地学习其它更⾼级的CPU了。
地址总线
CPU是通过地址总线来寻和指定存储单元的,地址总线上能传输多少个不同的地址信息,那么CPU就可以对多少个存储单元进⾏寻址。如果⼀个CPU有 N 根地址总线,则可以说这个CPU的地址总线宽度即为N,那么这个CPU最多可以寻到 2 的N次⽅个存储单元。地址总线的宽度,决定了CPU的寻
址能⼒。
地址总线
控制总线
CPU对外部器件的控制是通过控制总线来实现的。控制总线是⼀些不同类型的控制线的集合。理论上讲,有多少根控制总线,就意味着CPU能提供对外器件的多少种控制。这⾥所说的控制,⽆⾮就是读
和写两种,对⼀根控制线来讲,发送0表⽰读(低电平),发送1表⽰写(⾼电平)。有多少根控制线,就能控制多少个外部器件。控制总线的宽度,决定了CPU对外部器件的控制能⼒。
控制总线
数据总线
汇编指令有多少个CPU与存储器之间的数据信息传输是通过数据总线来完成的。数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传输速度。可以把数据总线类⽐成⾼速公路,路⾯上的车道数越多,则通车的速度就更快。举例说明,8088CPU的数据总线宽度是8位(即有8根数据总线),如果它要把 8D99H 这个数据传递⾄存储器,则需要传递两次,先把低位 99 传递过去,再把⾼位的 8D 传递过去;如果是 8086CPU,则只需要⼀次传递即可把
8D99H 传递⾄存储器,因为 8086CPU 的数据总线宽度是 16 位(即有16根数据总线)的。数据总线的宽度,是决定CPU运算速度的因素之⼀(当今的CPU之所以⼯作速度越来越快,这不仅仅与数据总
线宽度越来越宽有关,还与寄存器、⼆级缓存数量的增加有关,还与“打孔->计电器->电⼦管->晶体管”的技术发展有关)。
数据总线
什么是主板?
在每台PC机中,都有⼀块主板,主板上有着电脑所必须的核⼼器件和⼀些主要器件,这些器件通过总线(地址总线、数据总线、控制总线)相互连接在⼀起。
什么是接⼝卡?
在计算机系统中,所有可⽤程序控制其⼯作的设备,都必须受到CPU的控制。但是CPU⼜不能直接对外部设备进⾏控制。事实上,直接控制这些外部设备的硬件就是接⼝卡,这些接⼝卡是插在扩展插槽上的。这些外部设备如显⽰器、⾳箱、打印机等。CPU通过总线控制这些接⼝卡,从⽽间接地控制着这些外部设备。但凡没有连接到接⼝卡的外部设备,都⽆法被CPU控制。
显卡、⽹卡、声卡等等,都是接⼝卡。CPU控制显卡,显卡再控制显⽰器的显⽰。CPU控制⽹卡,⽹卡再与外部的⽹线进⾏通信交流。
存储器的分类(ROM / RAM)
从读写属性上划分,可以分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存储器中的数据可读可写,当电脑断电时数据会丢失,⽐如内存;只读存储器只能读数据,不能写⼊数据,电脑断电后数据不会丢失,这些数据是硬件设计者预先写⼊的,⽐如BIOS的ROM。
从功能和连接类型上划分,可以分为常⽤RAM,接⼝卡的RAM,接⼝卡上的ROM。
存储器的逻辑连接
上图中,显卡上的ROM是为电脑开机显⽰器显⽰时所需要的基本输⼊输出数据,显卡上的RAM可以动态地写⼊数据并显⽰在显⽰器上。
什么是BIOS?
BIOS即Basic Input/Output System,基本输⼊输出系统。BIOS是由主板和各类接⼝卡(⽹卡、显⽰等)⼚商提供的软件系统,通过BIOS可以利⽤硬件设备实现最基本的输⼊输出。不仅是主板有BIOS,⼀些接⼝卡上也有BIOS。BIOS中的ROM就是只读存储器,专为相应硬件提供最基本的输⼊输出。
什么是逻辑存储器(内存地址空间)?
对CPU来讲,系统中所有物理存储器中的存储单元都处在⼀个统⼀的逻辑存储器中,这个逻辑存储器的容量⼤⼩受到CPU寻址能⼒的限制。如果⼀个CPU的地址总线宽度为10 ,则该CPU可以寻址的存储单元为1024个,这1024个可寻到的存储单元就构成了这个CPU的内存地址空间,也叫做逻辑存储器。
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