A. 寄存器和存储器的区别
1、存储器在CPU外,一般指硬盘,U盘等可以在切断电源后保存资料的设备,容量一般比较大,缺点是读写速度都很慢,普通的机械硬盘读写速度一般是50MB/S左右。
内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存的主要存储介质,但从20世纪70年代开始,逐步被半导体存储器所取代,目前的计算机都是用半导体存储器。现在的DDR2内存的读写速度一般为6~8GB/S,跟机器性能也有关系。
2、寄存器(又称缓存)一般是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发,就是一些与非门构成的结构,一般整合在CPU内,其读写速度跟CPU的运行速度基本匹配,但因为性能优越,所以造价昂贵,一般好的CPU也就只有几MB的2级缓存,1级缓存更小。使用寄存器可以缩短至零长度、节省存储空间,提高指令的执行速度。
3、不同的寄存器有不同的作用,如:通用寄存器(GR)用以存放操作数、操作数的地址或中间结果;指令寄存器(IR)用以存放当前正在执行的指令,以便在指令执行的过程中,控制完成一条指令的全部功能。
CPU计算时,先预先把要用的数据从硬盘读到内存,然后再把即将要用的数据读到寄存器。最理想的情况就是CPU所有的数据都能从寄存器里读到,这样读写速度就快,如果寄存器里没有要用的数据,就要从内存甚至硬盘里面读,那样读写数据占的时间就比CPU运算的时间还多的多。
所以评价一款CPU的性能除了频率,缓存也是很重要的指标。
(1)寄存器和缓存的制造区别扩展阅读:
cpu的组成:
CPU的根本任务就是执行指令,对计算机来说最终都是一串由“0”和“1”组成的序列。CPU从逻辑上可以划分成3个模块,分别是控制单元、运算单元和存储单元,这三部分由CPU内部总线连接起来。
1、控制单元
控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等,对协调整个电脑有序工作极为重要。
它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器IR中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器OC,按确定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。
操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。
2、运算单元
是运算器的核心。可以执行算术运算(包括加减乘数等基本运算及其附加运算)和逻辑运算(包括移位、逻辑测试或两个值比较)。相对控制单元而言,运算器接受控制单元的命令而进行动作,即运算单元所进行的全部操作都是由控制单元发出的控制信号来指挥的,所以它是执行部件。
3、存储单元
包括CPU片内缓存和寄存器组,是CPU中暂时存放数据的地方,里面保存着那些等待处理的数据,或已经处理过的数据,CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。
采用寄存器,可以减少CPU访问内存的次数,从而提高了CPU的工作速度。
但因为受到芯片面积和集成度所限,寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的,分别寄存相应的数据。
而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途,通用寄存器的数目因微处理器而异。这个是我们以后要介绍这个重点,这里先提一下。
B. 高速缓存,寄存器和CPU内的缓存这三者有什么区别
cpu要取数据,处理数据,都要放到寄存器处理。一般寄存器不用太大,它只要存放指令一次操作的数据就够了。
高速缓存是内存的部分拷贝,因为高速缓存速度快,把常用的数据放这里可以提高速度。
高速缓存一般不能被程序直接更改,它由硬件自己处理。程序直接读写cpu的寄存器,来完成操作。
一般两者都集成在cpu上。
C. 寄存器和此CPU缓存有何区别寄存器有多大容量
寄存器属于CPU的一个组成部分而缓存只是集成到CPU封装内完全是和CPU独立的器件。另外二者速度相差很大,寄存器存取速度最快
其次缓存最后是内存。三张容量上的关系就像饭碗、饭锅和米缸的关系,容量越大级别越低,速度越慢与CPU的联系越不密切。寄存器分通用寄存器
标志寄存器
堆栈寄存器等完成CPU的加法运算,缓存是缓冲存储器,属于静态电路存储器。
对于寄存器的容量:
16位寄存器组
16位CPU所含有的寄存器有
4个数据寄存器(AX、BX、CX和DX)
2个变址和指针寄存器(SI和DI)
2个指针寄存器(SP和BP)
4个段寄存器(ES、CS、SS和DS)
1个指令指针寄存器(IP)
1个标志寄存器(Flags)
32位寄存器组
32位CPU除了包含了先前CPU的所有寄存器,并把通用寄存器、指令指针和标志寄存器从16位扩充成32位之外,还增加了2个16位的段寄存器:FS和GS。
32位CPU所含有的寄存器有
4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)
2个变址和指针寄存器(ESI和EDI)
2个指针寄存器(ESP和EBP)
6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)
1个指令指针寄存器(EIP)
1个标志寄存器(EFlags)
D. 请问 cpu 中的寄存器和高速缓存以及内存有什么区别
寄存器严格属于CPU的一部分
缓存只是j集成到cpu封装
内存完全是和cpu独立的
寄存器最快
其次缓存
最后内存
容量当然大啦
就像饭碗
饭锅
和米缸
的区别
,容量越大
级别越低
速度越慢
和cpu联系越不精密
E. 锁存器,触发器,寄存器和缓冲器的区别
一、锁存器
锁存器(latch)---对脉冲电平敏感,在时钟脉冲的电平作用下改变状态
锁存器是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,仅当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输入发生变化。
锁存器不同于触发器,它不在锁存数据时,输出端的信号随输入信号变化,就像信号通过一个缓冲器一样;一旦锁存信号起锁存作用,则数据被锁住,输入信号不起作用。锁存器也称为透明锁存器,指的是不锁存时输出对于输入是透明的。
锁存器(latch):我听过的最多的就是它是电平触发的,呵呵。锁存器是电平触发的存储单元,数据存储的动作取决于输入时钟(或者使能)信号的电平值,当锁存器处于使能状态时,输出才会随着数据输入发生变化。(简单地说,它有两个输入,分别是一个有效信号EN,一个输入数据信号DATA_IN,它有一个输出Q,它的功能就是在EN有效的时候把DATA_IN的值传给Q,也就是锁存的过程)。
应用场合:数据有效迟后于时钟信号有效。这意味着时钟信号先到,数据信号后到。在某些运算器电路中有时采用锁存器作为数据暂存器。
缺点:时序分析较困难。
不要锁存器的原因有二:1、锁存器容易产生毛刺,2、锁存器在ASIC设计中应该说比ff要简单,但是在FPGA的资源中,大部分器件没有锁存器这个东西,所以需要用一个逻辑门和ff来组成锁存器,这样就浪费了资源。
优点:面积小。锁存器比FF快,所以用在地址锁存是很合适的,不过一定要保证所有的latch信号源的质量,锁存器在CPU设计中很常见,正是由于它的应用使得CPU的速度比外部IO部件逻辑快许多。latch完成同一个功能所需要的门较触发器要少,所以在asic中用的较多。
二、触发器
触发器(Flip-Flop,简写为 FF),也叫双稳态门,又称双稳态触发器。是一种可以在两种状态下运行的数字逻辑电路。触发器一直保持它们的状态,直到它们收到输入脉冲,又称为触发。当收到输入脉冲时,触发器输出就会根据规则改变状态,然后保持这种状态直到收到另一个触发。
触发器(flip-flops)电路相互关联,从而为使用内存芯片和微处理器的数字集成电路(IC)形成逻辑门。它们可用来存储一比特的数据。该数据可表示音序器的状态、计数器的价值、在计算机内存的ASCII字符或任何其他的信息。
有几种不同类型的触发器(flip-flops)电路具有指示器,如T(切换)、S-R(设置/重置)J-K(也可能称为Jack Kilby)和D(延迟)。典型的触发器包括零个、一个或两个输入信号,以及时钟信号和输出信号。一些触发器还包括一个重置当前输出的明确输入信号。第一个电子触发器是在1919年由W.H.Eccles和F.W.Jordan发明的。
触发器(flip-flop)---对脉冲边沿敏感,其状态只在时钟脉冲的上升沿或下降沿的瞬间改变。
T触发器(Toggle Flip-Flop,or Trigger Flip-Flop)设有一个输入和输出,当时钟频率由0转为1时,如果T和Q不相同时,其输出值会是1。输入端T为1的时候,输出端的状态Q发生反转;输入端T为0的时候,输出端的状态Q保持不变。把JK触发器的J和K输入点连接在一起,即构成一个T触发器。
应用场合:时钟有效迟后于数据有效。这意味着数据信号先建立,时钟信号后建立。在CP上升沿时刻打入到寄存器。
三、寄存器
寄存器(register):用来存放数据的一些小型存储区域,用来暂时存放参与运算的数据和运算结果,它被广泛的用于各类数字系统和计算机中。其实寄存器就是一种常用的时序逻辑电路,但这种时序逻辑电路只包含存储电路。寄存器的存储电路是由锁存器或触发器构成的,因为一个锁存器或触发器能存储1位二进制数,所以由N个锁存器或触发器可以构成N位寄存器。 工程中的寄存器一般按计算机中字节的位数设计,所以一般有8位寄存器、16位寄存器等。
对寄存器中的触发器只要求它们具有置1、置0的功能即可,因而无论是用同步RS结构触发器,还是用主从结构或边沿触发结构的触发器,都可以组成寄存器。一般由D触发器组成,有公共输入/输出使能控制端和时钟,一般把使能控制端作为寄存器电路的选择信号,把时钟控制端作为数据输入控制信号。
寄存器的应用
1. 可以完成数据的并串、串并转换;
2.可以用做显示数据锁存器:许多设备需要显示计数器的记数值,以8421BCD码记数,以七段显示器显示,如果记数速度较高,人眼则无法辨认迅速变化的显示字符。在计数器和译码器之间加入一个锁存器,控制数据的显示时间是常用的方法。
3.用作缓冲器;
4. 组成计数器:移位寄存器可以组成移位型计数器,如环形或扭环形计数器。
四、移位寄存器
移位寄存器:具有移位功能的寄存器称为移位寄存器。
寄存器只有寄存数据或代码的功能。有时为了处理数据,需要将寄存器中的各位数据在移位控制信号作用下,依次向高位或向低位移动1位。移位寄存器按数码移动方向分类有左移,右移,可控制双向(可逆)移位寄存器;按数据输入端、输出方式分类有串行和并行之分。除了D边沿触发器构成移位寄存器外,还可以用诸如JK等触发器构成移位寄存器。
F. CPU寄存器和缓存有什么区别
寄存器是汇编用上的吧!和缓冲不是一回事!
以下是C-V的
寄存器是CPU内部重要的数据存储资源,是汇编程序员能直接使用的硬件资源之一。
由于寄存器的存取速度比内存快,所以,在用汇编语言编写程序时,要尽可能充分利用寄存器的存储功能。
寄存器一般用来保存程序的中间结果,为随后的指令快速提供操作数,从而避免把中间结果存入内存,再读取内存的操作。在高级语言(如:C/C++语言)中,也有定义变量为寄存器类型的,这就是提高寄存器利用率的一种可行的方法。
另外,由于寄存器的个数和容量都有限,不可能把所有中间结果都存储在寄存器中,所以,要对寄存器进行适当的调度。根据指令的要求,如何安排适当的寄存器,避免操作数过多的传送操作是一项细致而又周密的工作。
有关“寄存器的分配策略”在《编译原理》中会有详细的介绍。
1、 16位寄存器组
16位CPU所含有的寄存器有(见图2.1中16位寄存器部分):
4个数据寄存器(AX、BX、CX和DX)
2个变址和指针寄存器(SI和DI) 2个指针寄存器(SP和BP)
4个段寄存器(ES、CS、SS和DS)
1个指令指针寄存器(IP) 1个标志寄存器(Flags)
2、 32位寄存器组
32位CPU除了包含了先前CPU的所有寄存器,并把通用寄存器、指令指针和标志寄存器从16位扩充成32位之外,还增加了2个16位的段寄存器:FS和GS。
32位CPU所含有的寄存器有(见图2.1中的寄存器):
4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)
2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 2个指针寄存器(ESP和EBP)
6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)
1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器(EFlags)
G. 内存容量与缓存还有寄存器有什么区别
1。主存就是内存啦,它是主要的存储单元,一台计算机的内存(主存)是指CPU能够通过指令中的地址码直接访问的存储器,常用于存放处于活动状态的程序和数据。 2。然后还有外存(外部存储器),它是主存的补充,所以一般又叫它辅存(辅助存储器),比如光盘、U盘、软盘、磁带等。 3。缓存顾名思义就是缓冲寄存器,在CPU同时处理很多数据,而又不可能同时进行所有数据的传输的情况,把优先级底的数据暂时放入缓存中,等优先级高的数据处理完毕后再把它们从缓存中拿出来进行处理。(它也可以看成是主存的补充) 4。虚拟内存(又称虚拟存储器),其实一般主存是不够用的,计算机通常会在硬盘上划出一块区域来虚拟一个内存空间,从而进行对数据和程序的处理,于是硬盘就会产生一个页面文件PF,它也是主存的扩充.
H. 内存容量与缓存还有寄存器有什么区别
内存容
是只
放在里面不懂的文件
缓存就是在运行的文件
寄存器。。。。。寄生虫
I. 寄存器和cache的区别
寄存器只能存数据,cpu的程序基本都是对寄存器的操作,所以cpu对寄存器的操作最快。一般来说cpu只有几十个寄存器。cache可以有数据cache或者是代码cache,cache的容量可以是几十k或者几M。cache有一级,二级,三级。寄存器只在cpucore内部才有。
J. 锁存器,触发器,寄存器和缓冲器的区别
1、锁存器把信号暂存以维持某种电平状态,只有在有锁存信号时输入的状态被保存到输出,直到下一个锁存信号。通常只有0和1两个值。
2、触发器具有两个自行保持的稳定工作状态,根据不同的输入信号可以置成0或1的状态,输入信号消失后,触发器保持获得的新状态不变。
3、寄存器是用来暂存数码的,它由触发器和控制门电路组成。
4、缓冲器又称三态门,是寄存器的一种,输出既可以是一般二值逻辑电路,即正常的高电平(逻辑1)或低电平(逻辑0),又可以保持特有的高阻抗状态。
(10)寄存器和缓存的制造区别扩展阅读
应用:
1、锁存器多用于集成电路中,在数字电路中作为时序电路的存储元件,在某些运算器电路中有时采用锁存器作为数据暂存器。
封装为独立的产品后也可以单独应用,数据有效延迟于时钟信号有效。这意味着时钟信号先到,数据信号后到。使用锁存器来区分开单片机的地址和数据,8051系列的单片机用的比较多。
2、可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算;存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置,即寻址;可以用来读写数据到电脑的周边设备。
3、如果你的设备端口要挂在一个总线上,必须通过三态缓冲器。因为在一个总线上同时只能有一个端口作输出,这时其他端口必须在高阻态,同时可以输入这个输出端口的数据。
所以你还需要有总线控制管理,访问到哪个端口,那个端口的三态缓冲器才可以转入输出状态。这是典型的三态门应用。