主要稍微講解CPU內部的一些小小的知識。
電腦硬體的五大單元
其中CPU含有控制單元(CU)還有算術邏輯單元(ALU)。
CPU、IC、邏輯閘和電晶體
現代電腦、手機與家電的 CPU 、GPU 等許多零件,都是以電晶體 (Transistor) 為基本元件製成的積體電路 (Integrated Circuit)(截至**IC上的電晶體每隔兩年便會增加一倍… 所以電晶體到底是做什麼用的?**)。所以CPU是最大的單位,然後往下是IC,再來是邏輯閘,很多邏輯閘組成IC,邏輯閘由很多電晶體組成,詳情可以看上面的文章。
暫存器
暫存器(Register)是中央處理器內用來暫存指令、數據和位址的電腦記憶體。暫存器的存貯容量有限,讀寫速度非常快。在電腦架構裡,暫存器儲存在已知時間點所作計算的中間結果,通過快速地存取資料來加速電腦程式的執行。
暫存器位於記憶體階層的最頂端,也是CPU可以讀寫的最快的記憶體,事實上所謂的暫存已經不像記憶體,而是非常短暫的讀寫少量資訊並馬上用到,因為通常程式執行的步驟中,這期間就會一直使用它。暫存器通常都是以他們可以儲存的位元數量來計量,舉例來說,一個8位元暫存器或32位元暫存器。
其中又可以分成,來暫時存放資料的地方 Instruction Register是用來放指令的,而 Data Register就是用來放資料的。
(截至維基百科)
記憶體RAM
電腦記憶體可分為記憶體(又稱記憶體或主記憶體)和外部記憶體,其中記憶體是CPU能直接定址的儲存空間,由半導體器件製成。記憶體的特點是存取速率快。我們平常使用的程式,如Windows作業系統、打字軟體、遊戲軟體等,一般都是安裝在硬碟等外部記憶體上的,但必須把它們調入記憶體中執行,才能真正使用其功能。
機器的核心就是處理器和記憶體,硬碟、影像卡等其他東西就是附加的。記憶體把計算結果、程式指令等東西放在記憶體。微處理器透過位址匯流排將位址送到記憶體,然後資料匯流排就會把對應的正確資料送往微處理器。在這邊匯流排指的是兩種設備之間的連接通道,也就是Address Bus與Data Bus,供它們做傳遞資料之用。
同時記憶體也有兩個暫存器,一個與位址有關,一個與資料有關。「記憶體位址暫存器」MAR(memory address register)表示目前正在存取之位元組的位址,而「記憶體資料暫存器」MDR(memory data register)則保存正被寫入或讀出的資料
指令和機械碼
機械碼(機器語言)是最底層的語言,機器聽得懂的語言,但是人看不懂,因為是二進位代碼表示。它是電腦的設計者通過電腦的硬體結構賦予電腦的操作功能。
因此人類發明了指令,不同CPU架更、不同廠商有不同的指令集。指令集體系與微架構(一套用於執行指令集的微處理器設計方法)不同。使用不同微架構的電腦可以共享一種指令集。(截至指令集架構)。
自然語言、高階語言、低階語言,這邊可以看到這些語言的差別。
記憶體的分類
一張圖搞清楚RAM和ROM,ROM、RAM、DRAM、SRAM和FLASH的區別,**【Lynn 寫點科普】你知道記憶體跟硬碟有什麼不同嗎?又有哪些種類呢,**可以參考這些文。