基本介紹
- 中文名：中央處理器存儲器
- 外文名：CPU memory
- 別稱：CPU存儲器
- 組成：存儲單元集合體，地址暫存器等
- 類別：計算機硬體
- 功能：CPU中暫時存放數據的地方
基本概念,CPU結構,暫存器類型,數據暫存器,變址暫存器,指針暫存器,段暫存器,指令暫存器,
基本概念
中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規模的積體電路，是一台計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。CPU從邏輯上可以劃分成3個模組，分別是控制單元、運算單元和存儲單元，這三部分由CPU內部匯流排連線起來。
中央處理器存儲器又叫CPU存儲器，CPU存儲器是微處理器中存放數據和各種程式的裝置。CPU存儲器是微處理器的一個重要的組成部分，由存儲單元集合體，地址暫存器，解碼驅動電路，讀出放大器以及時序控制電路等幾部分組成。
CPU結構
CPU的根本任務就是執行指令，對計算機來說最終都是一串由“0”和“1”組成的序列。CPU從邏輯上可以劃分成3個模組，分別是控制單元、運算單元和存儲單元，這三部分由CPU內部匯流排連線起來。如下所示：
CPU存儲器包括CPU片內快取和暫存器組，是CPU中暫時存放數據的地方，裡面保存著那些等待處理的數據，或已經處理過的數據，CPU訪問暫存器所用的時間要比訪問記憶體的時間短。採用暫存器，可以減少CPU訪問記憶體的次數，從而提高了CPU的工作速度。但因為受到晶片面積和集成度所限，暫存器組的容量不可能很大。暫存器組可分為專用暫存器和通用暫存器。專用暫存器的作用是固定的，分別暫存相應的數據。而通用暫存器用途廣泛並可由程式設計師規定其用途，通用暫存器的數目因微處理器而異。
暫存器類型
CPU 的通用暫存器是數據存儲體系的最內層。暫存器操作避免了記憶體地址計算, 其訪問時間遠小於Cache
和主存。
和主存。
數據暫存器
數據暫存器主要用來保存運算元和運算結果等信息，從而節省讀取運算元所需占用匯流排和訪問存儲器的時間。
32位CPU有4個32位的通用暫存器EAX、EBX、ECX和EDX。對低16位數據的存取，不會影響高16位的數據。這些低16位暫存器分別命名為：AX、BX、CX和DX，它和先前的CPU中的暫存器相一致。
4個16位暫存器又可分割成8個獨立的8位暫存器(AX：AH-AL、BX：BH-BL、CX：CH-CL、DX：DH-DL)，每個暫存器都有自己的名稱，可獨立存取。程式設計師可利用數據暫存器的這種“可分可合”的特性，靈活地處理字/位元組的信息。
暫存器CX稱為計數暫存器(Count Register)。在循環和字元串操作時，要用它來控制循環次數；在位操作中，當移多位時，要用CL來指明移位的位數；
在16位CPU中，AX、BX、CX和DX不能作為基址和變址暫存器來存放存儲單元的地址，但在32位CPU中，其32位暫存器EAX、EBX、ECX和EDX不僅可傳送數據、暫存數據保存算術邏輯運算結果，而且也可作為指針暫存器，所以，這些32位暫存器更具有通用性。詳細內容請見第3.8節——32位地址的定址方式。
變址暫存器
32位CPU有2個32位通用暫存器ESI和EDI。其低16位對應先前CPU中的SI和DI，對低16位數據的存取，不影響高16位的數據。
暫存器ESI、EDI、SI和DI稱為變址暫存器(Index Register)，它們主要用於存放存儲單元在段內的偏移量，用它們可實現多種存儲器運算元的定址方式(在第3章有詳細介紹)，為以不同的地址形式訪問存儲單元提供方便。
它們可作一般的存儲器指針使用。在字元串操作指令的執行過程中，對它們有特定的要求，而且還具有特殊的功能。
指針暫存器
32位CPU有2個32位通用暫存器EBP和ESP。其低16位對應先前CPU中的SBP和SP，對低16位數據的存取，不影響高16位的數據。
指針暫存器不可分割成8位暫存器。作為通用暫存器，也可存儲算術邏輯運算的運算元和運算結果。
它們主要用於訪問堆疊內的存儲單元，並且規定：
段暫存器
CPU內部的段暫存器：
CS——代碼段暫存器(Code Segment Register)，其值為代碼段的段值；
DS——數據段暫存器(Data Segment Register)，其值為數據段的段值；
SS——堆疊段暫存器(Stack Segment Register)，其值為堆疊段的段值；
在16位CPU系統中，它只有4個段暫存器，所以，程式在任何時刻至多有4個正在使用的段可直接訪問；在32位微機系統中，它有6個段暫存器，所以，在此環境下開發的程式最多可同時訪問6個段。
32位CPU有兩個不同的工作方式：實方式和保護方式。在每種方式下，段暫存器的作用是不同的。有關規定簡單描述如下：
