汇编每天1分钟 (2) | CPU是如何通过线路工作的

CPU是计算机的大脑,负责控制计算机的运行与计算。

CPU与其他部件集成在主板,通过线路连接,同属一个电路系统。

线路分为地址线、数据线、控制线三种:

(1)地址线:

程序运行时的数据以及指令大部分都存放在内存,每个数据、指令都有自己的内存地址,CPU通过地址线查找到内存地址,最后去处理这些数据、指令。

我们可以想象内存是一个临时的仓库,仓库存放一些物品,每个物品都有自己的编号,这个编号就相当于内存地址,工作人员可以根据编号查找库存。


图1-1

地址线的数量决定了CPU的寻址能力(寻找内存地址的范围大小)。

比如:

1根地址线,它只能表示 0~1,也就是0、1,两个地址(2^1);

2根地址线,它能表示 00~11,也就是00、01、10、11,四个地址(2^2);

3根地址线,它能表示 000~111,就是000、001、010、011、100、101、110、111,8个地址(2^3);

。。。。。。

从上面我们可以知道,地址的寻址能力 = 2^地址线的数量。

地址线越多,可以表示的地址范围也越大。

(2)数据线

数据线可以让CPU与其他部件传输数据。

首先我们先了解一些计算机基本的数据单位换算:

1字节(B) = 8 bit

1KB = 1024B

1MB = 1024KB

1GB = 1024MB

一根数据线能传输1个字节(B),也就是8 bit,示例——10110001,(十六进制表示就是B1),两根可以传输2个字节。

数据线的数量,决定了CPU与其他部件进行数据传输时,一次性能传输的数据量。

这个很好理解,我们用多个水管去接一桶水,一次性能接的水量肯定比单个水管多。


图1-2

(3)控制线

CPU通过控制线向其他部件发送工作讯号。

提线木偶,木偶身上的线,就好比控制线。


图1-3


我们通过图片来看下CPU是如何通过线路工作的:


图1-4

如图1-4所示,我们简单预设这块内存的地址为0-6,CPU先通过地址线查询到地址为2的内存区块,然后通过控制线发送写入指令,并通过数据线将1C传输至内存,最后写入,因此地址为2的内存数据由3C变为1C。

除内存地址外,CPU还可以通过端口来寻找部件,比如电脑机箱后面的鼠标、键盘插口。

我们在键盘输入"A"时,是先将数据写到端口缓冲器,CPU通过端口直接读取数据,不经过内存。

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