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cpu寄存器内存缓存区别

cpu寄存器内存缓存区别

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1、寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟CPU有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件,它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中,包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中,包含的寄存器有累加器(ACC)。

2、内存既专业名上的内存储器,内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。它包涵的范围也很大,一般分为只读存储器和随即存储器,以及最强悍的高速缓冲存储器(CACHE)。

只读存储器应用广泛,它通常是一块在硬件上集成的可读芯片,作用是识别与控制硬件,它的特点是只可读取,不能写入。

随机存储器的特点是可读可写,断电后一切数据都消失,我们所说的内存条就是指它了。它也只是存储器中的沧海一粟,是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。

3、外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。

4、缓存是指临时文件交换区,在内存中划分出一块区域用于存放常使用的输入输出数据,以缓解CPU与外设处理速度不匹配的问题。电脑把最常用的文件从存储器里提出来临时放在缓存里,就像把工具和材料搬上工作台一样,这样会比用时现去仓库取更方便。因为缓存往往使用的是RAM(断电即掉的非永久储存),所以在用完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最大的缓存就是内存条了,最快的是CPU上镶的L1和L2缓存,显卡的显存是给显卡运算芯片用的缓存,硬盘上也有16M或者32M的缓存。千万不能把缓存理解成一个东西,它是一种处理方式的统称!

总结:

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。

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。

从远近来看:CPU〈------〉寄存器〈---->缓存<----->内存

寄存器并不每次数据都可以从缓存中取得数据,万一不是同一个内存地址中的数据,那寄存器还必须直接绕过缓存从内存中取数据。所以并不每次都得到缓存中取数据,这就是缓存的命中率,从缓存中取就命中,不从缓存中取从内存中取,就没命中。

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cpu包括

Cpu 的组成: CPU的内部由寄存器、控制器、运算器和时钟四个部分组成,各个部分之间由电流信号相互连通。 寄存器中的种类和作用包括: 1.数据寄存器 数据寄存器(Data Register,DR)又称数据缓冲寄存器,其主要功能是作为CPU和主存、外设之间信息传输的中转站,用以弥补CPU 和主存、外设之间操作速度上的差异。 数据寄存器用来暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字;反之,当向主存存入一条指令或一个数据字时,也将它们暂时存放在数据寄存器中。 数据寄存器的作用是: (1)作为CPU和主存、外围设备之间信息传送的中转站;

(2)弥补CPU和主存、外围设备之间在操作速度上的差异; (3)在单累加器结构的运算器中,数据寄存器还可兼作操作数寄存器。 2.指令寄存器 指令寄存器(Instruction Register,IR)用来保存当前正在执行的一条指令。 当执行一条指令时,首先把该指令从主存读取到数据寄存器中,然后再传送至指令寄存器。 指令包括操作码和地址码两个字段,为了执行指令,必须对操作码进行测试,识别出所要求的操作,指令译码器(Instruction Decoder,ID)就是完成这项工作的。指令译码器对指令寄存器的操作码部分进行译码,以产生指令所要求操作的控制电位,并将其送到微操作控制线路上,在时序部件定时信号的作用下,产生具体的操作控制信号。 指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。 3.程序计数器 程序计数器(Program Counter,PC)用来指出下一条指令在主存储器中的地址。 在程序执行之前,首先必须将程序的首地址,即程序第一条指令

CPU各寄存器的作用

CPU各寄存器的作用- [Asm] 寄存器作用: ebp和esp是32位的SP,BP esp是堆栈指针 ebp是基址指针 ESP与SP的关系就象AX与AL,AH的关系. 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) 寄存器AX和AL通常称为累加器(Accumulator),用累加器进行的操作可能需要更少时间。累加器可用于乘、除、输入/输出等操作,它们的使用频率很高; 寄存器BX称为基地址寄存器(Base Register)。它可作为存储器指针来使用; 寄存器CX称为计数寄存器(Count Register)。在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作中,当移多位时,要用CL来指明移位的位数; 寄存器DX称为数据寄存器(Data Register)。在进行乘、除运算时,它可作为默认的操作数参与运算,也可用于存放I/O的端口地址。 寄存器ESI、EDI、SI和DI称为变址寄存器(Index Register),它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。 变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。 它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程中,对它们有特定的要求,而且还具有特殊的功能。 寄存器EBP、ESP、BP和SP称为指针寄存器(Pointer Register),主要用于存放堆栈内存储单元的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。

ARM处理器共有37个寄存器其中包括.

ARM处理器共有37个寄存器。其中包括: **31个通用寄存器,包括程序计数器(PC)在内。这些寄存器都是32位寄存器。 **6个状态寄存器。这些寄存器都是32位寄存器。 ARM处理器共有7种不同的处理器模式,每一种模式中都有一组相应的寄存器组。在任何时刻,可见的寄存器包括15个通用寄存器(R0-R14),一个或两个状态寄存器及程序计数器(PC)。在所有的寄存器中,有些是各模式公用一个物理寄存器,有一些寄存器各模式拥有自己独立的物理寄存器。 **************************************************** 通用寄存器 ***************************************************8 通用寄存器分为以下三类:备份寄存器、未备份寄存器、程序计数器PC 未备份寄存器 未备份寄存器包括R0-R7。对于每一个未备份寄存器来说,所有处理器模式下都是使用同一个物理寄存器。未备份寄存器没有被系统用于特别的用途,任何可采用通用寄存器的场合都可以使用未备份寄存器。 备份寄存器 对于R8-R12备份寄存器来说,每个寄存器对应两个不同的物理寄存器。系统为将备份寄存器用于任何的特殊用途,但是当中断处理非常简单,仅仅使用R8-R14寄存器时,FIQ处理程序可以不必执行保存和恢复中断现场的指令,从而可以使中断处理非常迅速。 对于R13,R14备份寄存器来说,每个寄存器对应六个不同的物理寄存器,其中的一个是系统模式和用户模式共用的;另外的五个对应于其他的五种处理器模式。采用下面的记号来区分各个物理寄存器: R13_ 其中MODE可以是下面几种模式之一:usr,svc,abt,und,irq,fiq 程序计数器PC 可以作为一般的通用寄存器使用,但有一些指令在使用R15时有一些限制。由于ARM采用了流水线处理器机制,当正确读取了PC的值时,该值为当前指令地址值加上8个字节。也就是说,对于ARM指令集来说,PC指向当前指令的下两条指令的地址。由于ARM指令是字对齐的,PC值的第0位和第一位总为0。

西门子S7300 CPU寄存器状态字的用法

西门子S7300 CPU寄存器状态字的用法 1.引言 CPU寄存器状态字的各位给出了有关指令状态或结果的信息以及所出现的错误,我们可以将二进制逻辑操作状态位信号状态直 接集成到程序中,以控制程序执行的流程。 2.状态字寄存器 先简单介绍一下CPU中状态字。 ● 首次检查位:状态字的0位称作首次检查位,如果/FC 位的信号状态为“0”,则表示伴随着下一条逻辑指令,程序中将开始一个新的逻辑串。FC前面的斜杠表示对FC取反。 ● 逻辑运算结果:状态字的第1位为RLO 位(RLO= “逻辑运算结果”),在二进制逻辑运算中用作暂时存储位。比如,一串逻辑指令中的某个指令检查触点的信号状态,并

根据布尔逻辑运算规则将检查的结果(状态位)与RLO位进行逻辑门运算,然后逻辑运算结果又存在RLO位中。 ● 状态位:状态位(第2位)用以保存被寻址位的值。状态位总是向扫描指令(A,AN, O,…)或写指令(=,S,R,)显示寻址位的状态(对于写指令,保存的寻址位状态是本条写指令执行后的该寻址位的状态)。 ● OR位:在用指令OR执行或逻辑操作之前,执行与逻辑操作的时候,就需要用到O R这一状态位。OR位表示先前执行的与逻辑操作产生的值为“1”,于是,逻辑操作或的执行结果就已被确定为“1”。PLC ● OV位:溢出表示算术或比较指令执行时出现了错误。根据所执行的算术或逻辑指令结果对该位进行设置。 ● OS位:溢出存储位是与OV位一起被置位的,而且在更新算术指令之后,它能够保持这种状态,也就是说,它的状态不会由于下一个算术指令的结果而改变。这样,即使是在程序的后面部分,也还有机会判断数字区域是否溢出或者指令是否含有无效实

CPU寄存器详解

CPU寄存器详解 组件计算机是一种数据处理设备,它由CPU和内存以及外部设备组成。CPU 负责数据处理,内存负责存储,外部设备负责数据的输入和输出,它们之间通过总线连接在一起。CPU内部主要由控制器、运算器和寄存器组成。控制器负责指令的读取和调度,运算器负责指令的运算执行,寄存器负责数据的存储,它们之间通过CPU内的总线连接在一起。每个外部设备(例如:显示器、硬盘、键盘、鼠标、网卡等等)则是由外设控制器、I/O端口、和输入输出硬件组成。外设控制器负责设备的控制和操作,I/O端口负责数据的临时存储,输入输出硬件则负责具体的输入输出,它们间也通过外部设备内的总线连接在一起。 组件化的硬件体系上面的计算机系统结构图中我们可以看出硬件系统的这种组件化的设计思路总是贯彻到各个环节。在这套设计思想(冯。诺依曼体系架构)里面,总是有一部分负责控制、一部分负责执行、一部分则负责存储,它之间进行交互以及接口通信则总是通过总线来完成。这种设计思路一样的可以应用在我们的软件设计体系里面:组件和组件之间通信通过事件的方式来进行解耦处理,而一个组件内部同样也需要明确好各个部分的职责(一部分负责调度控制、一部分负责执行实现、一部分负责数据存储)。 缓存一个完整的CPU系统里面有控制部件、运算部件还有寄存器部件。中寄存器部件的作用就是进行数据的临时存储。既然有内存作为数据存储的场所,那么为什么还要有寄存器呢?答案就是速度和成本。我们知道CPU的运算速度是非常快的,如果把运算的数据都放到内存里面的话那将大大降低整个系统的性能。解决的办法是在CPU内部开辟一小块临时存储区域,并在进行运算时先将数据从内存复制到这一小块临时存储区域中,运算时就在这一小快临时存储区域内进行。我们称这一小块临时存储区域为寄存器。因为寄存器和运算器以及控制器是非常紧密的联系在一起的,它们的频率一致,所以运算时就不会因为数据的来回传输以及各设备之间的频率差异导致系统性能的整体下降。你可能又会问为什么不把整个内存都集成进CPU中去呢?答案其实还是成本问题!

ARM处理器寄存器

ARM处理器寄存器 1.1.1ARM 处理器不同模式下寄存器CPU 的模式不同,在其对应模式下可 以使用的寄存器也不相同,如表3-2 所示:表3-2 ARM 处理器模式下寄存器寄 存器类别寄存器在汇编中的名称各模式下实际访问的寄存器用户系统管理终止 未定义中断快中断通用寄存器和程序计数器R0(a1)R0R1(a2)R1R2(a3)R2R3(a4) R3R4(v1)R4R5(v2)R5R6(v3)R6R7(v4)R7R8(v5)R8R8_fiqR9(SB,v6)R9R9_fiqR10( SL,v7)R10R10_fiqR11(FP,v8)R11R11_fiqR12(IP)R12R12_fiqR13(SP)R13R13_svc R13_abtR13_undR13_irqR13_fiqR14(LR)R14R14_svcR14_abtR14_undR14_irqR14 _fiqR15(PC)R15 状态寄存器CPSRCPSRSPSR 无 SPSR_abtSPSR_abtSPSR_undSPSR_irqSPSR_fiq 其中R0~R7 在所有模式下都可以使用的共有寄存器,R8~R12 是快速中断模式下私有的寄存器,其它模式下 不能使用,之所以叫其快速中断,是因为快速中断模式下,这几个私有寄存器 里数据在模式切换时可以不用入栈保存。除了用户模式和系统模式共用一组 R13,R14,其余每种模式都私有自己的R13,R14,因为在每种模式下都有自 己的栈空间用于执行程序,在执行程序过程中还要保存返回地址,这样可以保 证在进入不同模式时,当前模式下栈空间不被破坏。比如:网卡因为数据到达, 产生了中断进入中断模式,在中断模式下有自己的中断处理例程(ISR),ISR 在执行时要用到栈空间,因此要使用R13,R14。中断处理完成后,返回用户 模式下,要继续执行被网卡中断信号中断的执行程序。用户模式和系统模式为 什么要共用一组R13,R14 呢?这是因为,在特权模式下可以自由切换工作模 式,但是如果切换到用户模式下,就不能再切换到特权模式了,这是CPU 为 操作系统提供的保护机制,但是有的时候就需要切换到用户模式下去使用其 R13,R14 寄存器,比如当操作系统的进程进行上下文切换时,如果用户模式

32位CPU所含有的寄存器

32位CPU所含有的寄存器 本篇文章主要介绍了"32位CPU所含有的寄存器",主要涉及到32位CPU所含有的寄存器方面的内容,对于32位CPU所含有的寄存器感兴趣的同学可以参考一下。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)1、数据寄存器数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息,从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。32 位CPU有4个32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。对低16位数据的存取,不会影响高16位的数据。这些低16位寄存器分别命名为:AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(AX:AH-AL、BX:BH-BL、CX:CH-CL、DX:DH-DL),每个寄存器都有自己的名称,可独立存取。程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性,灵活地处理字/字节的信息。寄存器AX和AL通常称为累加器(Accumulator),用累加器进行的操作可能需要更少时间。累加器可用于乘、除、输入/输出等操作,它们的使用频率很高;寄存器BX称为基地址寄存器(Base Register)。它可作为存

储器指针来使用;寄存器CX称为计数寄存器(Count Register)。在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作中,当移多位时,要用CL来指明移位的位数;寄存器DX称为数据寄存器(Data Register)。在进行乘、除运算时,它可作为默认的操作数参与运算,也可用于存放I/O 的端口地址。在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址,但在32位CPU中,其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果,而且也可作为指针寄存器,所以,这些32位寄存器更具有通用性。2、变址寄存器32位CPU有2个32位通用寄存器ESI和EDI。其低16位对应先前CPU中的SI和DI,对低16位数据的存取,不影响高16位的数据。寄存器ESI、EDI、SI和DI 称为变址寄存器(Index Register),它们主要用于存放存储单元在段内的偏移量,用它们可实现多种存储器操作数的寻址方式,为以不同的地址形式访问存储单元提供方便。变址寄存器不可分割成8位寄存器。作为通用寄存器,也可存储算术逻辑运算的操作数和运算结果。它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程中,对它们有特定的要求,而且还具有特殊的功能。3、指针寄存器32位CPU 有2个32位通用寄存器EBP和ESP。其低16位对应先前CPU中的SBP和SP,对低16位数据的存取,不影响高16

寄存器的作用有哪些

寄存器的作用有哪些? 寄存器用途 1.可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算; 2.存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置,即寻址; 3.可以用来读写数据到电脑的周边设备。 AX 累加器,得名原因是最初常使用ADD AX,n这样的指令 CX 计数器,得名原因是最常使用CX的值作为重复操作的次数 BX 常用作地址寄存器,如MOV AX,[BX],把BX所指地址中的数取到AX中去 DX 通用寄存器 都是16位寄存器 E前缀是他们的32位版本 他们的地位都是平等的,也不仅限于规定的作用,很多时候可以通用,爱用哪个用哪个。 今天看了几个关于cpu寄存器一些帖子,感觉上他们所说的好象没有说明cpu寄存器的作用。我从我现在所了解的知识,与大家讲一讲,共同学习一下吧。先讲CPU的一些分类。 第一,从cpu的种类来分寄存器来分的话。有Motorola 68x00、Intel IA-32、SUN Sparc、Vax和IB M-370等,不同种类的cpu,都有与其对应的寄存方法与方式。对我们来说,一般都x86的,即我常说的英特尔公司与AMD公司生产的cpu,这可能占世界上个人PC的90%多吧。 第二,从这一条起,我们所讲的寄存器都是以x86为基础的,那么这种CPU内,寄存器可分为以下几种。其一,是EAX、EBX、ECX、EDX等通用寄存器。其二呢,是CS、SS、ES等段寄存器。其三呢,是EIP,也称为指令指针。其四呢,EFLAGS寄存器,俗称为标志寄存器。其五,浮点单元,这里面之所以只浮点单元,是因为在它里面还有一些小的寄存分类,主要是数学上的浮点上的计算。其六呢,MMX 指令使用的8个64位寄存器。其七呢,单指令、多数据操作(SIMD,single-instruction,multiple-data)使用的8个128位XMM寄存器。 以上是CPU的一些分类的常用知识,其中,对我们大多数人来讲,需要了解与知道的是x86这类的,也就是我们所说的IA-32系列CPU。也许有人会说AMD的CPU,这不用担心,它是兼容INTEL的,这不用我们担心的事情,那么我们主要了解的是IA-32这一类的结构,这些方面需要我们花一些时间去了解。如果我们只是需要一般的编程的话,我们了解上面这些就可以了。因为在C/C++、Java、Perl等这些编程的话,寄存器的使用一般不需要。但是如果进行汇编语言编程的话,那我们还需要对更加深入的了解。好了,下面我开始讲解一些与汇编语言编程有关寄存器的作用与结构粗陋地讲解一些,不过先要说明一些,我对这些不是很精通,我也只是一般的了解,如果大家深入的学习的话,我介绍二本书给大家。不过很难买到,只要大家用心去买,还是可以买到的,第一本是《Intel汇编语言程序设计》,我买的是第四版。第二本是Intel微系统结构与汇编语言,具体的名字我记不清,是一本厚的书。它是第一本的基础,但是它显得有点旧,但是它286开始介绍的。很值得去看看。如果说仅仅用一个帖子把寄存器的作用与使用说明,我则只能说我不行,但是从它的一般的使用与了解的话,我想也只是几句话而已。 从结构上看CPU的寄存器,它实际上是CPU的一部分。这包括后来,也是现在所流行的64位双核CPU,都是如此。从内存的使用角度上来讲的话,CPU的寄存器,它是内存的一部分,但是从快速的角度上来,寄存器它似乎不存在着地址的问题,因为是它是CPU的操作的最近的一部分,也是CPU执行时第一个要访问的第一个地方,但是它作用是存储用的。只是存储的内容不一定是指令,还有可能是地址,或者说是一些标志。这都是有可能的。 说上二句所谓的题外话,CPU的寄存器,从最基本上来讲,它只是一个个容器而已。那么依据它的

西门子S7-300CPU寄存器状态字的用法

西门子S7-300CPU寄存器状态字的用法 CPU寄存器状态字的各位给出了有关指令状态或结果的信息以及所出现的错误,我们可以将二进制逻辑操作状态位信号状态直接集成到程序中,以控制程序执行的流程。 2.状态字寄存器 先简单介绍一下CPU中状态字。 ● 首次检查位:状态字的0位称作首次检查位,如果/FC 位的信号状态为“0”,则表示伴随着下一条逻辑指令,程序中将开始一个新的逻辑串。FC前面的斜杠表示对FC取反。 ● 逻辑运算结果:状态字的第1位为RLO 位(RLO= “逻辑运算结果”),在二进制逻辑运算中用作暂时存储位。比如,一串逻辑指令中的某个指令检查触点的信号状态,并根据布尔逻辑运算规则将检查的结果(状态位)与RLO位进行逻辑门运算,然后逻辑运算结果又存在RLO位中。 ● 状态位:状态位(第2位)用以保存被寻址位的值。状态位总是向扫描指令(A,AN,O,…)或写指令(=,S,R,)显示寻址位的状态(对于写指令,保存的寻址位状态是本条写指令执行后的该寻址位的状态)。 ● OR位:在用指令OR执行或逻辑操作之前,执行与逻辑操作的时候,就需要用到OR这一状态位。OR 位表示先前执行的与逻辑操作产生的值为“1”,于是,逻辑操作或的执行结果就已被确定为“1”。 ● OV位:溢出表示算术或比较指令执行时出现了错误。根据所执行的算术或逻辑指令结果对该位进行设置。 ● OS位:溢出存储位是与OV位一起被置位的,而且在更新算术指令之后,它能够保持这种状态,也就是说,它的状态不会由于下一个算术指令的结果而改变。这样,即使是在程序的后面部分,也还有机会判断数字区域是否溢出或者指令是否含有无效实数。OS位只有通过如下这些命令进行复位:JOS(若OS = 1,则跳转)命令,块调用和块结束命令。 ● CC1及CC0位:CC1和CC0(条件代码)位给出有关下列结果的相关信息: • 算术指令结果 • 比较指令结果 • 字逻辑指令 • 在移位功能中,移出位相关信息。 可以用以下指令来检查条件代码CC1和CC0。 CC1 CC0 检查完成后,如果: 0 0 A == 0 结果=0 1 0 A > 0 结果> 0 0 1 A < 0 结果< 0 ● BR位:状态字的第8位称为二进制结果位。它将字处理程序与位处理联系起来,在一段既有位操 作又有字操作的程序中,用于表示字逻辑是否正确。将BR位加入程序后,无论字操作结果如何,都不会造成二进制逻辑链中断。在梯形图的方块指令中,BR位与ENO位有对应关系,用于表明方块指令是否被正确执行:如果执行出现了错误,BR位为0,ENO位也为0;如果功能被正确执行,BR位为1,ENO位也为1。在用户编写的FB/FC程序中,应该对BR位进行管理,功能块正确执行后,使BR位为1,否则使其为0。使用SAVE指令将RLO存入BR中,从而达到管理BR位目的。 状态字的9-15位未使用。 3.具体使用 下面我们结合STEP7中的指针编程来具体介绍条件码CC0/CC0的用法。 不同的指令在CPU中执行时间是不同的。浮点数比定点数执行时间要长;字逻辑指令比位逻辑指令执行时间要长;在某些程序中适当使用状态字来进行编程可以减少CPU程序的执行时间。

详解ARM处理器中的37个寄存器

详解ARM处理器中的37个寄存器 作者:雪狼发布时间:March 22, 2010 分类:程序编程 ARM处理器共有37个寄存器。其中包括: 31个通用寄存器,包括程序计数器(PC)在内。这些寄存器都是32位寄存器。 6个状态寄存器。这些寄存器都是32位寄存器。 ARM处理器共有7种不同的处理器模式,每一种模式中都有一组相应的寄存器组。在任何时刻,可见的寄存器包括15个通用寄存器(R0-R14),一个或两个状态寄存器及程序计数器(PC)。在所有的寄存器中,有些是各模式公用一个物理寄存器,有一些寄存器各模式拥有自己独立的物理寄存器。 通用寄存器: 通用寄存器分为以下三类:备份寄存器、未备份寄存器、程序计数器PC 未备份寄存器: 未备份寄存器包括R0-R7。对于每一个未备份寄存器来说,所有处理器模式下都是使用同一个物理寄存器。未备份寄存器没有被系统用于特别的用途,任何可采用通用寄存器的场合都可以使用未备份寄存器。 备份寄存器: 对于R8-R12备份寄存器来说,每个寄存器对应两个不同的物理寄存器。系统为将备份寄存器用于任何的特殊用途,但是当中断处理非常简单,仅仅使用R8-R14寄存器时,FIQ处理程序可以不必执行保存和恢复中断现场的指令,从而可以使中断处理非常迅速。 对于R13,R14备份寄存器来说,每个寄存器对应六个不同的物理寄存器,其中的一个是系统模式和用户模式共用的;另外的五个对应于其他的五种处理器模式。采用下面的记号来区分各个物理寄存器: R13_ 其中MODE可以是下面几种模式之一:usr,svc,abt,und,irq,fiq 程序计数器PC 可以作为一般的通用寄存器使用,但有一些指令在使用R15时有一些限制。由于ARM采用了流水线处理器机制,当正确读取了PC的值时,该值为当前指令地址值加上8个字节。也就是说,对于ARM指令集来说,PC指向当前

CPU中的主要寄存器

CPU中的主要寄存器 1.数据缓冲寄存器(DR) 暂时存放由内存独处的一条指令或一个数据字;反之,当向内存存入一条指令或一个数据字时,也暂时将它们存放在DR中。 2.指令寄存器(IR) 用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时,先把它从内存取到缓冲寄存器中,然后再传送至指令寄存器。指令划分为操作码和地址码字段,由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令,必须对操作码进行测试以便识别所要求的操作。一个叫做指令译码器的部件就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后,即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。 3.程序计数器(PC) 通常又称为指令计数器。通常情况下都是PC=PC+1。说简单点就是用来控制地址,以便程序顺序执行。 4.地址寄存器(AR) 用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别,所以必须使用地址寄存器来保持地址信息,直到内存的读/写操作完成为止。 5.累加寄存器(AC) 累加寄存器AC通常简称为累加器,它是一个通用寄存器。其功能是:当运算器的算术逻辑单元ALU执行算术逻辑单元时,为ALU提供一个工作区。例如,在执行一个加法运算前,先将一个操作数暂时存放在AC中,再从内存中取出另一个操作数,然后同AC的内容相加,所得的结果送回AC中,而AC中原有的内容随即被破坏。所以,累加寄存器是暂时存放ALU运算的结果信息。运算器中至少要有一个累加寄存器。目前多达16,32,甚至更多。 6.状态条件寄存器(PSW) 状态条件寄存器保存由算数指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容,如算数结果进位标志C,运算结果溢出标志V,运算结果为零标志Z,运算结果为负标志N,等等。这些标志位通常分别由1位触发器保存。除此之外还保存中断和系统工作状态等信息,以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。因此,状态条件寄存器是一个由各种状态条件标志拼凑而成的寄存器。

8086 CPU 寄存器简介

引子 打算写几篇稍近底层或者说是基础的博文,浅要介绍或者说是回顾一些基础知识, 自然,还是得从最基础的开始,那就从汇编语言开刀吧, 从汇编语言开刀的话,我们必须还先要了解一些其他东西, 像CPU ,内存这些知识点还是理解深刻一点的比较好, 所以这一篇博文就绕着80x86 CPU 中寄存器的基础部分下手,至于其他的一些将会在后续的博文中介绍。 同时在这里说明一下,本篇博文介绍的算是比较详细的了,而且介绍的知识点也是比较多的,所以造成博文长度过长, 如果有兴趣想了解这一块的话,还请自行斟酌好阅读比例,建议分3 次以上阅览。 读者定位 本博文主要将介绍的是8086 CPU 中的寄存器,既然是8086 CPU 寄存器简介的话, 自然,面向的是初级一些的读者,其中不会涉及太多难点,同时,所有的介绍,我也会尽可能的从基础开始, 然后循序渐进的介绍,同时也会尽量的将知识点介绍详细, 介绍的过程中也会涉及到一些汇编程序代码,当然,采用的是最简单的方式介绍而已, 本篇博文也就是回顾一些基础知识,读者主要定位于想对8086 CPU 有所了解, 希望对整个程序设计的底层有所了解的朋友,而且读者最好是拥有一定的计算机基础和汇编语言基础。 开头 首先浅要介绍一下Intel CPU 的发展史吧: Intel CPU 系列,最初是4 位微处理器4004,然后到到8 位微处理器的8008 , 再到8 微微处理器8080,以及稍后的16 位微处理器8086, 由8086 开始,Intel 进入现在所谓的x86 时代。 Intel 8086 为16 位CPU ,而因为在8086 之前的CPU 都是8 位CPU,这样也就造成了很多的外设也只支持8 位, 因此Intel 紧接着就退出了8 位的8088 CPU,因此Intel 8088 也就可以看做是8086 的8 位版本;如果是但从汇编语言的角度上来说,8086 和8088 是没有区别的,即8086 上跑的程序可以不加修改的移植到8088 , 8088 上跑的程序也可以不加修改的移植到8086 上, 当然,还是有些特殊的地方是不同的,而这些基本上在这里可以忽略掉, 在8088 CPU 之后,Intel 又推出了80186 ,80286 ,这两款CPU 均是16 位CPU , 而对于80186 来说,其与8086 的区别可以简单的看做是80186 多了几条指令而已, 而80286 则不同,80286 的地址总线数目有了变化, 在8086 , 8088 , 80186 上,CPU 的地址总线都是20 根,即可最大寻址220即达到1MB 的寻址能力,而对于80286 CPU 来说,其地址总线数目达到了24 根,从而最大寻址能力为224即16MB, 由于支持更多的物理内存寻址,因此80286 便开始成为了多任务,多用户系统的核心。 而后来,Intel 又推出了80386 ,80386 为32 位微处理器,Intel 80x86 家族的32 位微处理器始于80386; 同时80386 也完全兼容先前的8086/8088,80186,80286,并且80386 全面支持32 位数据类型和32 位操作,

8086CPU指令和寄存器英文全称

8086CPU指令和寄存器英文全称。 一、数据传送指令 比如,mov(move)、push、pop、pushf(push flags)、popf(pop flags)、xchg(exchange)等都是数据传送指令,这些指令实现寄存器和内存、寄存器和寄存器之间的单个数据传送。 二、算术运算指令 比如,add、sub(substract)、adc(add with carry)、sbb(substract with borrow)、inc (increase)、dec(decrease)、cmp(compare)、imul(integer multiplication)、idiv (integer divide)、aaa(ASCII add with adjust)等都是算术运算指令,这些指令实现寄存器和内存中的数据运算。它们的执行结果影响标志寄存器的sf、zf、of、cf、pf、af位。 三、逻辑指令 比如,and、or、not、xor(exclusive or)、test、shl(shift logic left)、shr(shift logic right)、sal(shift arithmetic left)、sar(shift arithmetic right)、rol(rotate left)、ror(rotate right)、rcl(rotate left through carry)、rcr(rotate right through carry)等都是逻辑指令。除了not 指令外,它们的执行结果都影响标志寄存器的相关标志位。 四、转移指令 可以修改IP,或同时修改CS和IP的指令统称为转移指令。转移指令分为一下几类。 (1)无条件转移指令,比如,jmp(jump); (2)条件转移指令,比如,jcxz(jump if CX is zero)、je(jump if equal)、jb(jump if below)、ja(jump if above)、jnb(jump if not below)、jna(jump if not above)等; (3)循环指令,比如,loop; (4)过程,比如,call、ret(return)、retf(return far); (5)中断,比如,int(interrupt)、iret(interrupt return)。 五、处理机控制指令 这些指令对标志寄存器或其他处理机状态进行设置,比如,cld(clear direction)、std (set direction)、cli(clear interrupt)、sti(set interrupt)、nop(no operation)、clc (clear carry)、cmc(carry make change)、stc(set carry)、hlt(halt)、wait、esc(escape)、lock等都是处理机控制指令。 六、串处理指令 这些指令对内存中的批量数据进行处理,比如,movsb(move string byte)、movsw (move string word)、cmps(compare string)、scas(scan string)、lods(load string)、stos(store string)等。若要使用这些指令方便地进行批量数据处理,则需要和rep(repeat)、repe(repeat if equal)、repne(repeat if not equal)等前缀指令配合使用。 附:8086CPU寄存器英文全称 1、通用寄存器 AX(accumulator)、BX(base)、CX(count)、DX(data)这些寄存器可以字(16位)或

寄存器基础知识

ebp和esp是32位的SP,BP esp是堆栈指针 ebp是基址指针 ESP与SP的关系就象AX与AL,AH的关系. 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) 1、数据寄存器 数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息,从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。 32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。对低16位数据的存取,不会影响高16位的数据。这些 低16位寄存器分别命名为:AX、BX、CX和DX,它和先前的CPU中的寄存器相一致。

4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(AX:AH-AL、BX:BH-BL、CX:CH-CL、DX:DH-DL),每个寄 存器都有自己的名称,可独立存取。程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性,灵活地处理字/字 节的信息。 寄存器AX和AL通常称为累加器(Accumulator),用累加器进行的操作可能需要更少时间。累加器可用于乘、 除、输入/输出等操作,它们的使用频率很高; 寄存器BX称为基地址寄存器(Base Register)。它可作为存储器指针来使用; 寄存器CX称为计数寄存器(Count Register)。在循环和字符串操作时,要用它来控制循环次数;在位操作 中,当移多位时,要用CL来指明移位的位数; 寄存器DX称为数据寄存器(Data Register)。在进行乘、除运算时,它可作为默认的操作数参与运算,也 可用于存放I/O的端口地址。 在16位CPU中,AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址,但在32位CPU中,其32位

cpu寄存器内存缓存区别

百度文库- 让每个人平等地提升自我! 1、寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟CPU有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件,它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中,包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中,包含的寄存器有累加器(ACC)。 2、内存既专业名上的内存储器,内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。它包涵的范围也很大,一般分为只读存储器和随即存储器,以及最强悍的高速缓冲存储器(CACHE)。 只读存储器应用广泛,它通常是一块在硬件上集成的可读芯片,作用是识别与控制硬件,它的特点是只可读取,不能写入。 随机存储器的特点是可读可写,断电后一切数据都消失,我们所说的内存条就是指它了。它也只是存储器中的沧海一粟,是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 3、外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。 4、缓存是指临时文件交换区,在内存中划分出一块区域用于存放常使用的输入输出数据,以缓解CPU与外设处理速度不匹配的问题。电脑把最常用的文件从存储器里提出来临时放在缓存里,就像把工具和材料搬上工作台一样,这样会比用时现去仓库取更方便。因为缓存往往使用的是RAM(断电即掉的非永久储存),所以在用完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最大的缓存就是内存条了,最快的是CPU上镶的L1和L2缓存,显卡的显存是给显卡运算芯片用的缓存,硬盘上也有16M或者32M的缓存。千万不能把缓存理解成一个东西,它是一种处理方式的统称! 总结: 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。 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。 从远近来看:CPU〈------〉寄存器〈---->缓存<----->内存 寄存器并不每次数据都可以从缓存中取得数据,万一不是同一个内存地址中的数据,那寄存器还必须直接绕过缓存从内存中取数据。所以并不每次都得到缓存中取数据,这就是缓存的命中率,从缓存中取就命中,不从缓存中取从内存中取,就没命中。 111

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