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指令和数据是什么？在计算机中有什么作用？以及它们怎样存储？

1683 指令

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 指令和数据是什么？在计算机中有什么作用？以及它们怎样存储？如何区分指令和数据？ 0
2021-10-25 07:03:29　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × elecfans 该类别下有 7 个回答。邀请回答 heks 该类别下有 7 个回答。邀请回答飞雪9366 该类别下有 6 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 6 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 6 个回答。邀请回答 lifei639156 该类别下有 6 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 6 个回答。邀请回答 60user103 该类别下有 6 个回答。邀请回答细水爱长流该类别下有 6 个回答。邀请回答 dsgfa 该类别下有 6 个回答。邀请回答深海零下一度1 该类别下有 6 个回答。邀请回答 mingodong 该类别下有 6 个回答。邀请回答 h1654155199.5148 该类别下有 6 个回答。邀请回答 ZQW发烧友该类别下有 6 个回答。邀请回答安立路该类别下有 6 个回答。邀请回答国名英雄XXX 该类别下有 6 个回答。邀请回答名士流该类别下有 5 个回答。邀请回答 dfasda 该类别下有 5 个回答。邀请回答 douyin8 该类别下有 5 个回答。邀请回答 iettke 该类别下有 5 个回答。邀请回答举报陈文博相关推荐 • 计算机是怎样去区分指令和数据的 3331 • 计算机中的存储器有何用途呢 1787 • 计算机存储器的作用是什么？ 3364 • 为什么计算机不用DSP而是用CPU/GPU呢？ 8820 • 计算机总线起什么作用？它是如何工作的 1463 • 冯·诺依曼计算机体系结构缺陷有哪些？ 2539 • 请问一下FORTH虚拟机的实现原理和核心实现方法是什么？ 1061 • 计算机程序的执行过程是怎样的？ 2395 • 微型计算机系统的原理是什么？ 1631 • 计算机中的电磁兼容情况 1313 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 要了解指令和数据是什么？在计算机中有什么作用？以及它们怎样存储？才能回答如何区分它们以及为何要区分。首先我们要搬出冯诺依曼计算机体系架构，因为它回答了大部分问题。在冯诺依曼计算机架构体系当中，计算机有以下特定： 1.计算机由计算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成 2.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。 3.指令和数据均用二进制表示。 4.指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。 5.指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件该表执行顺序。 6.机器以运算为中心，输入输出设备与存储器间的数据除数通过运算器完成（现代计算机已转化为以存储器为中心）。参考该架构，我们知道，指令和数据是无差别的存放在存储器中的，那么当CPU或者说（控制器）从存储器中某地址的数据取出来后，CPU是如何区分该数据究竟是指令要放入指令寄存器（IR），还是数据（要放入对应的数据寄存器）呢？实际上计算机可以从两个方面来做区分，分别是时间和空间。 1.时间。在取指周期（或取值微指令）取出的为指令，在指令执行周期（或相应微程序）取出（或写入）的为数据。 2.空间（或者叫地址来源）。由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分（Add(IR)）提供存储单元地址的取出的是操作数。内存取出指令送控制器，而指令执行周期从内存中取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。那么CPU如何区分取指周期还是指令执行周期呢？这里又要涉及几个概念了。晶振，主频，外频，倍频，脉冲信号，脉冲周期，脉冲频率，时钟脉冲，时钟周期，CPU周期，指令周期，取指周期。晶振：在实际的计算机中并没有时钟这个东西，只有晶振，晶振，平时所说的时钟频率就是晶振的频率，这个参数与具体使用的晶振有关。那什么是晶振呢？为什么说时钟频率就是晶振的频率呢？晶振：在主板上有一个长方形、用金属包裹的晶振元件，当主板加电后，它就会发生电磁振荡，产生一个高频电子脉冲信号（晶体振荡器控制着时钟速度，在石英晶片上加上电压，其就以正弦波的形式震动起来，这一震动可以通过晶片的形变和大小记录下来。晶体的震动以正弦调和变化的电流的形式表现出来，这一变化的电流就是时钟信号。）。但这些脉冲还不够精确，与电脑需要的频率还不匹配，因此需要将这些原始频率输入到晶振元件附近的时钟频率发生器新品，对原始频率进行整形、分频，然后变为计算机需要的各种总线工作频率。计算机当中的总线采用分层结构，运行频逐层降低。第一级：CPU与北桥芯片的数据传输通道，即系统前端总线频率；第二级：内存与北桥芯片的数据传输通道，即内存总线频率；第三级：AGP显卡与北桥芯片的数据传输通道，即AGP总线频率；第四级：PCI、ISA设备与南桥芯片的数据传输通道，即PCI总线频率。主频： CPU主频就是指CPU的时钟频率，就是CPU的工作频率。外频：就是系统总线的工作频率。倍频：是指CPU主频与外频的相差倍数。或者说基频以外能产生的整数倍频率。用公式表示就是：主频=外频×倍频。在电子电路中，产生的输出信号频率是输入信号频率的整数倍称为倍频。假设输入信号频率为n，则第一个倍频2n，相应地3n, 4n……等均称为倍频。在电脑CPU中，主频=外频x倍频。扩展：使获得频率为原频率整数倍的方法。利用非线性器件从原频率产生多次谐波，通过带通滤波器选出所需倍数的那次谐波。在数字电路中则利用逻辑门来实现倍频。基本定义倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。最初CPU主频和系统总线速度是一样的，但CPU的速度越来越快，倍频威廉希尔官方网站也就相应产生。它的作用是使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU速度可以通过倍频来提升。CPU主频计算方式为：主频=外频x 倍频。倍频也就是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。 CPU的倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。理论上倍频是从1.5一直到无限的，但需要注意的是，倍频是以0.5为一个间隔单位。外频与倍频相乘就是主频，所以其中任何一项提高都可以使CPU的主频上升。历史来由原先并没有倍频概念，CPU的主频和系统总线的速度是一样的，但CPU的速度越来越快，倍频威廉希尔官方网站也就应运而生。它可使系统总线工作在相对较低的频率上，而CPU速度可以通过倍频来无限提升。那么CPU主频的计算方式变为：主频 = 外频 x 倍频。也就是倍频是指CPU和系统总线之间相差的倍数，当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。一个CPU默认的倍频只有一个，主板必须能支持这个倍频。因此在选购主板和CPU时必须注意这点，如果两者不匹配，系统就无法工作。此外，现在CPU的倍频很多已经被锁定，无法修改。更多实现细节参考：https://baike.baidu.com/item/%E5%80%8D%E9%A2%91/485830?fr=aladdin 脉冲信号：一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在Y轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波（也就是方波）。脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。基本概念在电子威廉希尔官方网站中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示，其相应的单位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）。其1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是：s（秒）、ms（毫秒）、μs（微秒）、ns（纳秒），其中：1s=1000ms，1ms=1000μs，1μs=1000ns。原理所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号0,1。脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，如果用水流形容，直流就是把龙头一直开着淌水，脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。威廉希尔官方网站标准手电打开灯亮，这是直流，不停的开关灯亮、熄，就形成了脉冲，开关速度的快慢就是脉冲频率的高低。脉冲信号的传输距离:光电隔离，无源开路输出，传输距离小于500米。脉冲信号分为尖脉冲信号与三角波脉冲信号等，可以通过Rc的一阶暂态电路的积分与微分电路实现。脉冲周期：脉冲信号之间的时间间隔称为周期。脉冲频率：在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。时钟脉冲：一定时间间隔连续发出的脉冲信号数量。脉冲信号之间的时间间隔称为周期；而将在单位时间（如1秒）内所产生的脉冲个数称为频率。频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫）。电脑中的系统时钟就是一个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发生器。频率在数学表达式中用“f”表示，其相应的单位有：Hz（赫）、kHz（千赫）、MHz（兆赫）、GHz（吉赫）。其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是：s（秒）、ms（毫秒）、μs（微秒）、ns（纳秒），其中：1s=1000ms，1 ms=1000μs，1μs=1000ns。从以上概念的得出：脉冲频率，时钟脉冲，主频，时钟频率，节拍脉冲，T周期，都是指的同一个东西，那就是单位时间（如1秒）内脉冲信号产生的次数。而周期则和频率属于倒数的关系，即周期与频率的乘积==1（秒）. 同样，振荡周期，时钟周期和脉冲周期也是指的同一个东西，都是指一个脉冲发生占用的时间长度。时钟周期：也称为振荡周期，节拍脉冲或T周期，定义为时钟脉冲的倒数（例如12M的晶振，它的时间周期就是1/12 us），是计算机中最基本，最小的时间单位，也是处理操作的最基本单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。扩展：在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为0.25us。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。 CPU周期（机器周期）：在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作成为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间成为机器周期，也即确定为指令执行过程中的归一化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间，前提是指令字长==存储字长的情况下）。扩展：一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。指令周期：指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成,包括取指令，分析指令，和执行指令完毕所需的全部时间。指令不同，所需的机器周期数也不同。扩展：基本概念：指令周期，读取－执行周期（fetch-and-execute cycle）是指CPU要执行指令经过的步骤。计算机之所以能自动地工作，是因为CPU能从存放程序的内存里取出一条指令并执行这条指令；紧接着又是取指令，执行指令，如此周而复始，构成了一个封闭的循环。除非遇到停机指令，否则这个循环将一直继续下去。指令周期 :CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。 CPU周期 :又称机器周期，CPU访问一次内存所花的时间较长，因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义。时钟周期: 通常称为节拍脉冲或T周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期。 [1] 指令周期类型有非访内指令的指令周期、取数指令的指令周期、存数指令的指令周期、空操作指令和转移指令的指令周期。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。从指令的执行速度看，单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期，三字节指令都是双机器周期，只有乘、除指令占用4个机器周期。因此在进行编程时，在完成相同工作的情况下，选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率，尤其是在编写大型程序程序的时候，其效果更加明显。一般情况下，一条指令最短需要两个机器周期。一个用来取指，一个用来执行。每个指令周期由若干机器周期组成，每个机器周期又由若干时钟周期组成。取指周期：是指指令周期的第一个阶段，也称取指令阶段。即控制单元执行程序的周期内，从存储单元取出所要执行的指令的过程。扩展：命令组成现行指令地址送至存储器地址寄存器，记作PC→MAR 向主存发送读命令，启动主存作读操作，记作1→R 将MAR（通过地址总线）所指的主存单元中的内容（指令）经数据总线读至MDR内，记作M（MAR）→MDR 将MDR的内容送至IR，记作MDR→IR 指令的操作码送至CU译码，记作OP（IR）→CU 形成下一条指令的地址，记作（PC）+1→PC 若指令字长==存储字长，取指周期==机器周期。指令周期扩展====================================================================================== 指令周期类别：非访内指令 CLA是一条非访内指令，它需要两个CPU 周期，其中取指令阶段需要一个CPU周期，执行指令阶段需要一个CPU周期。 1、取指令阶段 (1)程序计数器PC的内容20(八进制)被装入地址寄存器AR； (2)程序计数器内容加1，变成21，为取下一条指令做好准备； (3)地址寄存器的内容被放到地址总线上； (4)所选存储器单元20的内容经过数据总线，传送到数据缓冲寄存器DR； (5)缓冲寄存器的内容传送到指令寄存器IR； (6)指令寄存器中的操作码被译码或测试； (7)CPU识别出是指令CLA，至此，取指令阶段即告结束。 2、执行指令阶段 (1)操作控制器送一控制信号给算术逻辑运算单元ALU； (2)ALU响应该控制信号，将累加寄存器AC的内容全部清零，从而执行了CLA指令。 [1] 取数指令 1.送操作数地址第二个CPU周期主要完成送操作数地址。在此阶段，CPU的动作只有一个，那就是把指令寄存器中的地址码部分(30)装入地址寄存器，其中30为内存中存放操作数的地址。 2.两操作数相加第三个CPU周期主要完成取操作数并执行加法操作中。在此阶段，CPU完成如下动作： (1)把地址寄存器中的操作数的地址发送到地址总线上。 (2)由存储器单元30中读出操作数，并经过数据总线传送到缓冲寄存器。 (3)执行加操作：由数据缓冲寄存器来的操作数可送往ALU 的一个输入端，已等候在累加器内的另一个操作数(因为CLA指令执行结束后累加器内容为零)送往ALU的另一输入端，于是ALU将两数相加，产生运算结果为0+6=6。这个结果放回累加器，替换了累加器中原先的数0 。 [1] 存数指令 STA指令的指令周期由三个CPU周期组成。 1.送操作数地址在执行阶段的第一个CPU周期中，CPU完成的动作是把指令寄存器中地址码部分的形式地址40装到地址寄存器。其中数字40是操作数地址。 2.存储和数执行阶段的第二个CPU周期中，累加寄存器的内容传送到缓冲寄存器，然后再存入到所选定的存储单元(40)中。CPU完成如下动作： (1)累加器的内容被传送到数据缓冲寄存器DR； (2)把地址寄存器的内容发送到地址总线上，即为将要存入的数据6的内存单元号； (3)把缓冲寄存器的内容发送到数据总线上； (4)数据总线上的数写入到所选中的存储器单元中，即将数6写入到存储器40号单元中。注意在这个操作之后，累加器中仍然保留和数6，而存储器40号单元中原先的内容被冲掉。 [1] 空操作指令第四条指令即“NOP”指令，这是一条空操作指令。其中第一个CPU周期中取指令，CPU把23号单元的“NOP”指令取出放到指令寄存器，第二个CPU周期中执行该指令。因译码器译出是“NOP”指令，第二个CPU周期中操作控制器不发出任何控制信号。NOP指令可用来调机之用。 1.第一个CPU周期（取指令阶段） CPU把24号单元的“JMP 21”指令取出放至指令寄存器，同时程序计数器内容加1，变为25，从而取下一条指令做好准备。 2.第二个CPU周期（执行阶段） CPU把指令寄存器中地址码部分21送到程序计数器，从而用新内容21代替PC原先的内容25。这样，下一条指令将不从25单元读出，而是从内存21单元开始读出并执行，从而改变了程序原先的执行顺序。注意执行“JMP 21”指令时，我们此处所给的四条指令组成的程序进入了死循环，除非人为停机，否则这个程序将无休止地运行下去，因而内存单元40中的和数将一直不断地发生变化。当然，我们此处所举的转移地址21是随意的，仅仅用来说明转移指令能够改变程序的执行顺序而已。 [1] 主频扩展====================================================================================== 主频： “频率”是大家很常见到的一个威廉希尔官方网站参数，在很多地方，尤其是硬件的介绍中，都会用到它。频率是衡量系统运行速度的一个重要指标频率高，说明系统运行速度快，但不同设备有不同频率，请看下面的文字介绍。在主板上有一个长方形、用金属包裹的晶振元件，当主板加电后它就会发生电磁震荡，产生一个高频电子脉冲信号。但这些脉冲还不够精确，与电脑需要的频率还不匹配，因此还需要将这些原始频率输入到晶振元件附近的时钟频率发生器芯片，对原始频率进行整形、分频，然后变为计算机需要时各种总线工作频率。计算机当中的总线采用分层结构，运行频率逐级降低。第一级为CPU与北桥芯片的数据传输通道，即系统前端总线频率；第二级为内存与北桥芯片的数据传输通道，即内存总线频率；第三级是AGP显卡与北桥芯片的数据传输通道，即AGP总线频率；第四级是PCI、ISA设备与南桥芯片的数据传输通道，即PCI总线频率。 CPU主频率也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率。用公式表示就是：主频=外频×倍频。其中，外频就是总线时钟频率；而倍频则是指CPU外频与主频相差的倍数。一般说来，一个始终周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，CPU的速度也就越快了。不过由于各种CPU的内部结构也不尽相同，所以并不能完全用主频来概括CPU的性能。但CPU主频的高低可以决定电脑的档次和价格水平。以Pentium 4 2.0为例，它的工作主频为2.0GHz，这说明，每秒钟它会产生20亿个时钟脉冲信号，每个时钟信号周期为0.5ns。而Pentium 4 CPU有4条流水线运算单元，如果负载均匀的话，CPU在1个时钟周期内可以进行4个二进制加法运算。这就意味着该Pentium 4 CPU每秒钟可以执行80亿条二进制加法运算。但如此惊人的预算速度不能完全为用户服务，电脑硬件和操作系统本身还要消耗CPU的资源。Q#xtd_ 但AMD的Athlon XP处理器采用了PR标称方式，AMD公开的266MHz前端总线频率的Athlon XP处理器标称频率和实际频率的转换公式如下：标称频率=3×实际频率/2-500/ 实际频率=2×标称频率/3+333H1 例如，Athlon XP 2100+的实际频率为1733MHz=2×2100/3+333。前端总线(Front Side Bus,FSB)是连接CPU和北桥芯片之间的线路。在Pentium 4以前，系统前端总线频率和CPU外频是相同的。而对于Pentium 4和Athlon处理器就不同了。 Pentium 4处理器采用类似AGP 4×工作原理的四倍数据传输模式的威廉希尔官方网站。例如Pentium 4 3.06GHz是采用133MHz外频，那么它的前端总线频率就是533MHz=133×4(注：硬件里有一些比较固定的标准数据，尤其在频率和容量上，这些带有标准意义的数据有时候并不是那么的精确的，比如这里133×4=532，但你在哪里看介绍都不会有532MHz这个数字的，而是533，就是这个道理，其实频率本身并不是特别的精确的，比如Pentium 4 2.4BGHz这款处理器，在正常状态下使用时，会发现，其实际工作频率并不是2.40GHz，而是2.41GHz，这是由于其外频已经达到133.95MHz的缘故，所以533那样的频率其实表示的是一种标准，或说是一个档次，用以和其他标准或档次区分的，不完全具有其数字本身的含义，这一点，大家不要见怪啊)。同样，在AMD Athlon(中文称作速龙)、Athlon XP、Duron(中文称作毒龙)系列处理器上，是使用了一种可以在脉冲信号上下沿都进行数据传输的威廉希尔官方网站，AMD称其为“双倍前端总线”。例如AMD Athlon 900采用100MHz外频，其前端总线却是200MHz。现在使用的内存主要有PC133 SDRAM、DDR266/333/400 DDR SDRAM(又称PC2400/2700/3200 DDR SDRAM)、PC800 RDRAM等几种类型。我应当注意内存时钟频率和内存总线频率的区别。内存时钟频率对整个系统性能来说很重要，内存时钟频率指内存工作时的频率，一般等同于总线时钟频率；而内存总线频率指内存中数据传输的频率。例如，PC133 SDRAM的内存时钟频率为133MHz，它只能在时钟脉冲的上升沿传输数据，也就是说在一个时钟周期内只能传输1个数据，数据存取周期约为7ns，因此PC133 SDRAM内存总线频率也是133MHz；DDR SDRAM内存能够在时钟脉冲的上升沿和下降沿同时传输数据，因此DDR SDRAM在一个时钟周期内能够传输2个数据，当内存时钟频率为133MHz时，内存总线频率为266MHz，数据存取周期约为3ns；PC800 RDRAM内存时钟频率为400MHz，时钟上升沿和下降沿都可以用来传输数据，如果采用双通道内存总线时，内存总线频率达到800MHz。(多说一句题外话，DDR SDRAM的标注比其他的稍微乱一些，既有DDR400这样的标注，也有PC3200这样的标注，其实它们是一样的，不同之处在于，前者标注时用的是内存总线频率，而后者标注时用的是内存总线带宽，即DDR400内存的带宽为3200MB/s，但PC133和PC800标注的仍然是总线频率) AGP(Accelerated Graphics Port，图形加速接口)接口是一种专用于处理器和显卡之间高速连接的新型总线，就像当图形界面操作系统的普及导致ISA显卡的带宽成为瓶颈一样，当基于3D图形的一些要求高显示性能的应用成为一种趋势的时候，PCI显卡的带宽不可避免地开始显得捉襟见肘。这里也要向大家介绍AGP时钟频率和AGP总线频率的区别。 AGP的位宽和PCI一样是32位，但AGP时钟频率是PCI的2倍(即66MHz)。它是通过主板的分频威廉希尔官方网站实现的。由此，我们也可以知道AGP时钟频率并不是固定的，而是取决于总线时钟频率，也就是CPU外频。当总线时钟频率为66MHz、100MHz、133MHz时，主板会通过分频威廉希尔官方网站令AGP时钟频率保持在66MHz，而当外频提高到非标准频率时，比如125MHz，AGP时钟频率将工作在83.3MHz。 AGP总线频率也是基于AGP时钟频率，它是随着AGP的不同规范而改变。在AGP 1×下，AGP总线频率和AGP时钟频率均为66MHz；AGP 2×是采用类似DDR的两倍频传输威廉希尔官方网站，所以AGP 2×的总线频率达到133MHz，而AGP时钟频率还是66MHz；AGP 4×是采用QDR(Quad Data Rate)的四倍频传输威廉希尔官方网站，所以AGP 4×的总线频率达到266MHz，而AGP时钟频率还是66MHz；AGP 8×是采用ODR(Octal Data Rate)的八倍频传输威廉希尔官方网站，所以AGP 8×的总线频率达到533MHz，而AGP时钟频率依然是66MHz。可见，AGP时钟频率的标准一直都没有变，为66MHz，而据说，下一代AGP的标准，改变的就是AGP时钟频率。计算机当中的PCI声卡、PCI网卡，还有IDE硬盘、IDE光驱都是在PCI总线下工作。PCI总线频率和PCI时钟频率均为33MHz，它也是通过主板的分频威廉希尔官方网站实现的。当总线频率为66MHz、100MHz、133MHz时，主板会通过分频威廉希尔官方网站令PCI总线保持33MHz的工作频率，而当外频提高到非标准频率时，如125MHz，PCI总线将工作在41.6MHz的工作频率。这样一来，许多部件必须工作在非额定频率之下，是否能正常运作则要取决于产品本身的质量了。此时，硬盘能否撑得住是最关键的，因为PCI总线频率提升后，硬盘与CPU的数据交换速度加快，极有可能导致读写不正常，从而产生死机现象。反过来说，若是所有设备都没问题，那么更高的PCI总线频率可以很明显地提高系统运行速度。指令和数据都是应用上的概念。汇编语言，通过编译器编译，最后送给CPU的都是二进制数，那么CPU在一堆纷繁复杂的二进制，0110000110001中如何区分指令和数据呢？我们需要明白以下几点：（1）每台机器的指令，其格式和代码所代表的含义都是硬性规定的，故称之为面向机器的语言，也称为机器语言。二进制，作为一种机器码，计算机可以直接识别，不需要进行任何翻译（2）计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据,即:取指周期(或取指微程序)取出的既为指令,执行周期计算机加载的第一条肯定是指令，然后根据这条指令去取二进制数，如果这条指令要取操作数，那么取出来的就是操作数；如果这条指令要取下一条指令，那么取出来得就是指令。（3）把指令和数据分开放是为了安全和逻辑结构清晰。（4）虽然指令和数据存放的格式一样，但是访问他们的时机不同。在取指令时期，cpu通过指令流取指令，存放在指令寄存器，然后解释并执行指令；在执行指令时期，cpu通过数据流取数据，存放在数据寄存器。所以指令流取的是指令，数据流取的是数据。计算机可以从时间和空间两方面来区分指令和数据，在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存从取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。比如：要计算机做1+2＝？中，“+”表示要做什么和怎样做，1和2则是做的时候需要的原始数。现在假设某CPU中，“+”用二进制“00000001”来表示，“1、2”分别用“00000001、00000010”来表示。那么，这段程序存入内存中就是这样的： XXXX1:00000001 XXXX2:00000001 XXXX3:00000010 前面的XXXX1 XXXX2 XXXX3表示内存的地址从上面可以看出，“+”指令和被加数是完全相同的，当然，这是我故意这样假设的，但是，在实际情况中，这种情况是大量存在的。在正常情况下，CPU只能把XXXX1内存中的00000001作为指令，XXXX2内存中的00000001作为被加数才能得到正确的结果。那么CPU如何才能做到不把第二个00000001也当成“+”呢？ 1.人们把内存的某个地址规定为起始地址（又称为复位地址），也就是说，当计算机开机或者被强行复位（也就是机箱上那个重启动按钮按下的的时候），CPU立即跳转到这个地址中，并且把它里面的代码作为指令来执行，同时根据这个指令的长度和格式判断下一条指令在什么地方。对于X86系列CPU（也就是现在人们常用的什么奔XX、赛XX系列），它的复位地址是FFFF0,如果表示成逻辑地址则是：FFFF:0000。对DEBUG比较熟悉的朋友或者会在一些高级语言中嵌入汇编语言的朋友可以这样做一个试验：用DEBUG执行一条指令（这是一条无条件跳转指令）：jmp FFFF:0000,或者在高级语言中嵌入这条汇编指令，执行后，你就会发现，计算机重新启动了(纯32位windows是不能进入实模式的，重启以后到载入WINDOWS以前都是实模式,只有实模式才能重启)。其实，用程序控制计算机重启的最本质的操作就是这样的。 2.给各种指令规定了相应的长度和格式。比如：某数+某数这条指令就规定：这条指令的长度是3个字节，其中第一个字节表示“+”，后面两个字节表示被加数和加数。于是，当CPU到达这个指令后，就自动把第一个代码作为指令，后面两个代码作为数据，依次类推，第4个代码就必然是指令 CS(CodeString)指向的是指令段地址，指令段寄存器 DS(DataString)指向的是数据段地址，数据段寄存器 SS(StackString)指向的是栈顶段地址，栈段寄存器 CS指向的段地址里，存的是指令 DS指向的段地址里，存的是数据数据和程序在内存中都是已2进制的数据存贮，只有当2进制的数据被CS：IP指向时，才成为可执行的指令或程序。CPU要执行CS中的指令指令用到的数据可能就存放在DS中,你可以把数据放到CS 但是CPU并不把它当成数据来使用，你也可以把指令放到DS中，但是CPU根本不去DS里读指令。

2021-10-25 14:28:59 评论举报张蕾