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DAY 4
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冒牌工程師上學去系列 第 4

1-3 CPU架構和匯流排

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上次提到CPU執行指令的週期和管線技術PipeLine,今天聊聊CPU架構和匯流排

CPU是甚麼?

全名叫中央處理器(Central Processing Unit),涵蓋1-1提到的控制單元及運算單元
用白話說就是負責處理資料的地方,各種運算、包含和Memory及I/O的溝通都是由CPU來控制
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20220919/20141684NtatLz2jXl.png

除了ALU(運算單元)和Control Unit(控制單元)外,從上圖可以發現有幾個新名詞,介紹如下:

register(暫存器)

在CPU裡面,負責儲存資料,以利CPU快速地存取分成

  • 一般用途暫存器
  • 特殊用途暫存器
    • Program counter - 下一個要執行指令的位址
    • Instruction register - 存放最近從主記憶體抓回CPU的指令

Bus(匯流排)

看上圖樣子就像一個橋樑,功能也就是在電腦中用一種通用格式在不同元件間進行資料傳輸,這裡針對CPU和Main Memory 中溝通的主要兩個匯流排進行介紹

  • 資料匯流排(Data Bus):在CPU與RAM之間來回傳送需要處理或是需要儲存的資料
  • 位址匯流排(Address Bus):用來指定在RAM(Random Access Memory)之中儲存的資料的位址,N條位址線等於
    2^N的memory space
  • 控制匯流排(control bus) : 在 CPU 與記憶體之間傳送聯絡訊號。例如,必須有一個從 CPU 送至記憶體的碼,標示讀取或是寫入的動作。

Main Memory主記憶體

在1-1時就有提到Memory,用來載入各式各樣的程式與資料以供CPU 直接執行與運用,接下來有提到的RAM(隨機存取記憶體)就是其中之一

講了這麼多543,能不能白話一點??又有主記憶體又有暫存器?
個人覺得<你知道你正在用的電腦是 70 年前發明的馮紐曼架構嗎?>這篇看完秒懂,頗有幫助

下一集來聊聊Memory

QA時間
一微處理機有18條位址線及16條資料線,最多可直接連接多少容量記憶體?
(1) 128 (2) 256 (3) 1024  (4) 512 KBytes

(技檢◆電腦硬體裝修- 105 年)
昨天答案:
(6*3)-(6+(3-1))=10
小故事: 原來RAM不是越多越好?常聽到32,64bit是甚麼?
當資料匯流排為 n 條,則該電腦為 n 位元電腦。32bit就表示有32條資料線
資料線的多寡決定 CPU 每次能傳送資料的位元數,白話就是能決定CPU能一次從RAM拿的資料量
而32位元預設最多可定址4GB(2^32)的記憶體空間,如果RAM裝超過4GB就是白搭
而現今大多64bit的電腦,理論上可以尋址到最大16 exabytes的RAM,那是大約16,000,000 GB 的RAM

分類會依照第一篇介紹的分類架構來進行
由於是將學習過程記錄下來,如果有任何錯誤歡迎糾正

以下參考連結在學習過程中覺得非常有幫助:
-WIKI
-台大線上課程
-創見


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1 則留言

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chenyii1120
iT邦新手 5 級 ‧ 2023-07-04 16:52:54

不好意思,我對於前一篇文章QA的解答有點疑惑
為什麼會是 (6x3)-(6+(6-1)) 而不是 (6x3)-(6+(3-1)) 呀?
還是我的理解有錯呢@@?

TL iT邦新手 3 級 ‧ 2023-07-07 11:15:36 檢舉

你是對的!感謝你~

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