cpu访问寄存器的速度为什么比内存快
时间:2024-02-13 08:38:54 编辑:万物皆有源
这个问题应该从cpu、寄存器和内存单元的物理结构来看。
图1
上图是一个手画的cpu访问寄存器和内存的简单结构图,从图中我们看到,寄存器是在
cpu芯片的内部,内存是在cpu的外部。仅此一点,我们就可以理解为什么cpu访问寄存器的速度比内存要快。
为了进一步加深对这个问题的理解,参考图2和图3:
图2
图2是cpu内部结构图。从图中可以看到,要执行的指令、执行指令的电路部分以及ALU和寄存器是通过总线直接连在一起的。
图3
从图3可以看出,存储器处于cpu的外部,cpu要对存储单元进行访问,就必须通过地址总线。这里的寄存器是指R0,R1等。
图4
图4是一个简单的寄存器电路。
图5
我们知道,一个内存地址分为段地址和偏移地址,两者相加才会形成一个实际的物理地址,这部分由专门的电路完成,如图5,这个电路也处于cpu的内部,但它产生的物理地址必须输出到cpu外部的地址译码器。
图6
图6是一块内存电路,包括地址译码器和内存电路。
图7
图7是上面几部分的连接示意图。图下面的译码器代表指令执行电路,左上角是寄存器,上部中间是内存地址形成电路,这三部分都在cpu芯片的内部。右上角蓝色部分是地址译码器和内存电路,两者处于cpu的外部。
假设一条指令的机器码由下部译码器的输入端A0,A1,A2等引脚输入,由此可以明显看出,如果这条指令中分别用到了寄存器和内存单元,两者的访问速度肯定存在着明显的差别。
相关文章
-
窗帘在每家每户都有使用,因为窗帘的作用实在太大了额,它不仅装饰点缀了我们的家庭环境,而且还保护了我们的隐私,调节了家里的光线,但在美丽的窗帘背后,却往往最容易被大家所忽略来清洁它。相信有的家庭可能从安装上去还没有清洗过。其实这种做法是错误的,因为窗帘离窗户最近,为我们挡住的都是外界的灰尘还有细菌,所[详细]
-
构图是设计师为了表现一定的思想、意境、情感,在一定范围内,运用审美原则,对各种形象或符号进行的合理安排。平面构图包括3个方面的构成要素,下面将逐一对这3个要素进行介绍。内容要素包括文字、插图、标志,在其转化成画面的过程中,必须将文字、插图、标志等转化为点、线、面等,并遵循平面构成的原理。同时,在转化[详细]
-
汉字作为中国文化的重要组成部分,在漫长的历史进程中,经历了漫长的发展。在其发展的过程中,汉字经历了从简单的象形文字,到复杂的结构性文字,再到今天的现代汉字演变的历程。汉字的演变历程汉字最早起源于中国约五千年前的商朝时期,当时的汉字是简单的象形文字,如人、马、鸟等。这些文字的形状就是对实物的简单模仿。[详细]
-
《破阵子.为陈同甫赋壮词以寄之》作者:辛弃疾 诵读:康爸原文:醉里挑灯看剑,梦回吹角连营。八百里分麾下炙,五十弦翻塞外声,沙场秋点兵。马作的卢飞快,弓如霹雳弦惊。了却君王天下事,赢得生前身后名。可怜白发生!译文: 醉酒时拨亮灯火端详着宝剑,睡梦里萦绕着座座军营的号角声。将鲜美的牛肉分赏给战士烤吃,军[详细]
-
1、一鼓作气(曹刿)出处:出自《左传·庄公十年》:“夫战,勇气也。一鼓作气,再而衰,三而竭。”释义:第一次击鼓时士气振奋。比喻趁劲头大的时候鼓起干劲,一口气把工作做完。2、一字千金(吕不韦)出处:出自《史记·吕不韦列传》:“布咸阳市门,悬千金其上,延诸侯游士宾客有能增损一字者予千金。”释义:增损一字[详细]