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指令數據放同一個存儲器

發布時間: 2023-08-05 07:23:50

A. 什麼是存儲程序原理

馮.諾依曼描述的計算機基本工作原理的主要思想是程序存儲。

存儲程序原理又稱「馮·諾依曼原理」(1946年提出)。將程序像數據一樣存儲到計算機內部存儲器中的一種設計原理。程序存入存儲器後,計算機便可自動地從一條指令轉到執行另一條指令。現代電子計算機均按此原理設計。

馮·諾依曼結構也稱普林斯頓結構,是一種將程序指令存儲器和數據存儲器合並在一起的存儲器結構。程序指令存儲地址和數據存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置,因此程序指令和數據的寬度相同,如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數據都是16位寬桐爛。

(1)指令數據放同一個存儲器擴展閱讀:

人們把馮·諾依曼的這個理論稱為馮·諾依曼體系結構。從EDVAC到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮·諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。

人們把利用這種概念和原理設計的電子計算機系統統稱為「馮.諾曼型結構」計算機。馮.諾曼結構的處理器使用同一個存儲器,經由同一個匯流排傳輸。

馮·諾依曼的主要貢獻就是提出並實現了「存儲程序」的概念。由於指令和數據都是二進制碼,指令和操作數的地址又密切相關,因此,當初選擇這種結構是自然的。但是,這種指令和數據共享同一匯流排的結構,使得信息流的傳輸成雀大為局歲漏限制計算機性能的瓶頸,影響了數據處理速度的提高。

在典型情況下,完成一條指令需要3個步驟,即:取指令、指令解碼和執行指令。從指令流的定時關系也可看出馮·諾依曼結構與哈佛結構處理方式的差別。

舉一個最簡單的對存儲器進行讀寫操作的指令,指令1至指令3均為存、取數指令,對馮.諾曼結構處理器,由於取指令和存取數據要從同一個存儲空間存取,經由同一匯流排傳輸,因而它們無法重疊執行,只有一個完成後再進行下一個。

B. 指令和數據都存於存儲器中,計算機如何區分它們

計算機區分指令和數據有以下2種方法:

1、通過不同的時間段來區分指令和數據,即在取指令階段(或取指微程序)取出的為指令,在執行指令階段(或相應微程序)取出的即為數據。

2、通過地址來源區分,由PC提供存儲單元地址的取出的是指令,由指令地址碼部分提供存儲單元地址的取出的是操作數。

存儲器中的每段存儲空間都會有一個地址,每個指令都包括一段操作數和一段空間地址,cpu會根據操作數去處理地址所指的數據。

一般計算機先讀取存儲器最開始的內容(這一部分是指令),然後載入操作系統(先是LOADER)後由操作系統對硬碟文件系統結構(即是數據)以判斷其他數據和指令的位置

(2)指令數據放同一個存儲器擴展閱讀:

構成存儲器的存儲介質,存儲元,它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元,然後再由許多存儲單元組成一個存儲器。一個存儲器包含許多存儲單元,每個存儲單元可存放一個位元組(按位元組編址)。

每個存儲單元的位置都有一個編號,即地址,一般用十六進製表示。一個存儲器中所有存儲單元可存放數據的總和稱為它的存儲容量。

假設一個存儲器的地址碼由20位二進制數(即5位十六進制數)組成,則可表示2的20次方,即1M個存儲單元地址。每個存儲單元存放一個位元組,則該存儲器的存儲容量為1MB。

動態存儲器每片只有一條輸入數據線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。

使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上,藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產生。

當要從DRAM晶元中讀出數據時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而後送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1,則在CAS有效期間數據輸出並保持。

當需要把數據寫入晶元時,行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部,然後,WE有效,加上要寫入的數據,則將該數據寫入選中的存貯單元。

由於電容不可能長期保持電荷不變,必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作,以保持電荷穩定,這個過程稱為動態存儲器刷新。

PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1,每隔1⒌12μs產生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時,DMA控制器送出到刷新地址信號,對動態存儲器執行讀操作,每讀一次刷新一行。

參考資料來源:網路-存儲器

C. 指令和數據都存於存儲器中,計算機如何區分它們

通過不同時間段來區分指令和數據:即在取指令階段取出的是指令,在執行指令階段取出的是數據。

通過地址來源區分:由PC提供存儲單元地址取出的是指令,由指令碼部分提供存儲單元地址取出的是操作數。

存儲器注意事項

編程器要想正確使用,必須安裝列印機驅動程序才行(以便列印埠輸出指令信號),可以隨便安裝一個驅動,大容量存儲器可代替小容量,小容量不可以代替大容量存儲器。

對於AT,ST,BR公司的24系列存儲器,在工作時,其7腳需接低電平。而KOA,KOR,KS公司的24系列存儲器,其7腳需接高電平。否則不能存台。如遇到存儲塊出現只能讀不能寫的情況下,可改變7腳的電平試試(通過10K電阻接電源正極或直接接地)。