计算机cpu寄存器内存区别

Posted 2021-01-17 nanqiang

1、寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟CPU有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。 

2、内存既专业名上的内存储器，内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。它包涵的范围也很大，一般分为只读存储器和随即存储器，以及最强悍的高速缓冲存储器（CACHE）。 
只读存储器应用广泛，它通常是一块在硬件上集成的可读芯片，作用是识别与控制硬件，它的特点是只可读取，不能写入。 
随机存储器的特点是可读可写，断电后一切数据都消失，我们所说的内存条就是指它了。它也只是存储器中的沧海一粟，是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。 内存(Memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。 

3、外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。 

4、缓存是指临时文件交换区，在内存中划分出一块区域用于存放常使用的输入输出数据，以缓解CPU与外设处理速度不匹配的问题。电脑把最常用的文件从存储器里提出来临时放在缓存里，就像把工具和材料搬上工作台一样，这样会比用时现去仓库取更方便。因为缓存往往使用的是RAM（断电即掉的非永久储存），所以在用完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最大的缓存就是内存条了，最快的是CPU上镶的L1和L2缓存，显卡的显存是给显卡运算芯片用的缓存，硬盘上也有16M或者32M的缓存。千万不能把缓存理解成一个东西，它是一种处理方式的统称！    

总结：
  高速缓存是内存的部分拷贝，因为高速缓存速度快，把常用的数据放这里可以提高速度。
  高速缓存一般不能被程序直接更改，它由硬件自己处理。程序直接读写CPU的寄存器，来完成操作。
  CPU要取数据，处理数据，都要放到寄存器处理。一般寄存器不用太大，它只要存放指令一次操作的数据就够了。
  从远近来看：   CPU〈——〉寄存器〈—->缓存<—–>内存
  寄存器并不每次数据都可以从缓存中取得数据，万一不是同一个内存地址中的数据，那寄存器还必须直接绕过缓存从内存中取数据。所以并不每次都得到缓存中取数据，这就是缓存的命中率，从缓存中取就命中，不从缓存中取从内存中取，就没命中。

通俗的话讲：
cpu(central processing unit)中央处理单元，是用来处理、控制信息的，内存是用来存储信息的，在硬件构造上通常二者都被构造为独立的硬件，当然也有构造在一起成为一个硬件的，如单片机。程序运行时所有的计算，信息解释与传输控制都是由cpu 完成的，而信息本身是存储在内存中的，cpu 需要信息时就把信息从内存中调入到cpu 中，这是一个传输过程，传输当然需要一定的时间，提高效率的一个方法就是流水线作业，cpu 从内存中读取数据时，通常不止是读取它正急需的数据，而是连同不是急需的数据一起读进来，放在自己的某个地方留着下步使用，这就像一个小卖部通常不是等客人来买什么货品才去批发市场进什么货一样，他们会一次性进入许多货品，放在柜台上等着卖，很明显这样比每次卖时重新进货效率高多了，在这里cpu就相当于小卖部，内存相当于批发市场，寄存器相当于小卖部的柜台，售货员相当于cpu 里的计算器和控制器。当然现在cpu除了寄存器外还有一级缓存二级缓存用于存储临时数据，这相当于小卖部自己建设了一个临时仓库出错货品…这一切都是为了完成功能的基础上提高效率，你说小卖部只是在客人来买东西时根据客人需要再去提货能不能行呢？明显也能运转，现在有些小规模的电子商品柜台不就是这样的吗，你问他买台笔记本，他说需要临时进货要等几天…为什么cpu增加了寄存器和缓存速度就快了呢？想想我们的小卖部吧，因为离得近了嘛，硬件上离得近了，少了一些导线和元器件传输，带宽通道也宽，每次会节省那么几微秒，对计算机来说几微秒的节省很不得了。
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作者：YinWei_LF
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/u011625768/article/details/49471737