6 | 寄存器 和內(nèi)存

重點:


image.png

ALU 計算完結(jié)果,直接扔掉就沒有意義了,需要找個方法存起來。

還可能需要多個連續(xù)操作禾进。 ---就需要計算機內(nèi)存。

  • 隨機存取存儲器 - RAM
  • memory 持久存儲

鎖存器

之前電路都是單向的廉涕,向前流動泻云。

但也可以做回向電路,把輸出連回輸入狐蜕。

  • 或門 :
image.png

0 OR 0 = 0
1 OR 0 = 1 --> 1 回流到 B 改為 1 OR 1 = 1

image.png

將A 變成0 OR 門依然輸出1
0 OR 1 = 1

現(xiàn)在這個電路能記錄 “1”

問題: 這是永久的宠纯,無論怎么改 都沒法從 1 變回 0 。

  • 與門
image.png

1 AND 1 = 1

0 AND 1 = 0 --> 0 回流到 B 改為 0 and 0 = 0

現(xiàn)在這個電路能記錄 “0”

image.png
  • 兩個連起來就是 AND - OR 鎖存器
image.png

設(shè)置 :

image.png
image.png

復(fù)位:

image.png
image.png

它存住了1 位信息 --存儲 這叫 “ 鎖存” 因為 “鎖定了一個值”层释,放入叫“寫入” 拿出數(shù)據(jù)叫“讀取”婆瓜。

現(xiàn)在有辦法存入一位值了 Great

  • 問題:
    用兩條線 “設(shè)置” 和 “復(fù)位” 來輸入 有點難理解,希望只有一條輸入線湃累。
image.png
  • 希望數(shù)據(jù)輸入 設(shè)為 0 或 1 來存儲勃救。
  • 另一根來 “啟用” 內(nèi)存,啟用允許寫入治力,沒有啟用鎖定。

解決: 門鎖 可以打開和關(guān)閉

打開:

image.png

關(guān)閉:

image.png

提升 “抽象” 寄存器

把 “門鎖” 放到盒子里勃黍,盒子能存一個bit

image.png

一切從0 開始

image.png

如果 輸入 從0 切換到1 或者從1 切換到0 輸出依然 0 宵统,因為允許寫入線 是關(guān)閉的,所以內(nèi)容不會變化覆获。

允許寫入 輸入 1 马澈,“打開門”

image.png

Success 保存成功 !弄息!

關(guān)掉 允許寫入 線痊班,輸出保持 1 ,不管給輸入什么值摹量,輸出都變涤伐。值保存了。

image.png

再打開 缨称,允許寫入 凝果,輸入 設(shè)置 0 ,輸出就是0 睦尽,關(guān)閉器净,輸出 是0 。

image.png

允許寫入關(guān)閉 当凡,輸出0 山害。


怎么存儲更多的位纠俭?

只能存儲1 bit 沒什么用。

如果并排放8個 鎖存器浪慌,可以存儲8 位信息冤荆,比如一個8 bit 數(shù)字 最大255 。

  • 一組這樣的鎖存器 叫 “寄存器” 眷射。
  • 寄存器能存一個數(shù)字匙赞,數(shù)字有多少位,叫 “位寬”妖碉。
  • 早期電腦用8 位 寄存器涌庭,然后是 16 位 32 位 64 寄存器。
image.png
  1. 一根線啟用所有允許輸入線欧宜,設(shè)為1
  2. 然后 8條數(shù)據(jù)線發(fā)數(shù)據(jù)坐榆,然后將允許寫入設(shè)回 0
  3. 現(xiàn)在8 位值就存起來了。
image.png

問題:
如果64位寄存器冗茸,需要64根輸入 席镀,64 輸出 1根啟動 129條線。
存256 要 513 條線夏漱。

解決方法:矩陣

image.png

16 x 16 256 位鎖存器豪诲,要啟用某個鎖存器,就打開相應(yīng)的行線列線

image.png

一根線連接所有有的允許寫入線挂绰,行線 屎篱,列線,允許寫入線 都必須是1 葵蒂,每次只有一根鎖存器會這樣交播。 代表可以用一根 “數(shù)據(jù)線” 連接所有鎖存器來傳數(shù)據(jù)。因為只有一個鎖存器會啟用践付,只有那個會存數(shù)據(jù)秦士。
其他鎖存器會忽略數(shù)據(jù)線上的值,因為沒有“允許寫入”

寫入:

image.png

讀扔栏摺:做 允許讀取線 來讀數(shù)據(jù)隧土,從一個指定的鎖存器,讀取數(shù)據(jù)乏梁。


image.png

只需要 35 條線連接:省了好多

1條 數(shù)據(jù)線
1條 允許寫入線
1條 允許讀取線
16 x 16 矩陣線
16 + 16 + 3 = 35

需要某種方法來 唯一指定交叉路口次洼。

  • 比如 12 行 8 列:
    由于最多16行 用4位就夠了(8 4 2 1 = 16 )

12 二進制 = 1100
8 二進制 = 1000
12行8列 地址: 11001000

  • 11001000 地址轉(zhuǎn) 行 & 列 - “多路復(fù)用器”
image.png

行 列 輸入 4位數(shù),查找:


image.png

再抽象 遇骑,256 位內(nèi)存

image.png

一個沒什么用卖毁,和寄存器一樣,8個并排。
一行8個亥啦,可以存一個8位數(shù)字炭剪, 8位叫一個字節(jié)(byte)

為了存一個8位數(shù)字,同時給8個 256 位內(nèi)存 一樣 的地址翔脱。
每個地址存一位奴拦, 意味著可能存256 個字節(jié) 。

image.png

封裝轉(zhuǎn)換 成一個整體的可存取的內(nèi)存届吁。
每個地址能讀或?qū)?一個8位值错妖。

image.png

現(xiàn)在的兆字節(jié)(Mb )千兆 (GB) ,和這個做的一樣疚沐,不斷把內(nèi)存打包到更大規(guī)模暂氯。

隨著內(nèi)存地址增多,內(nèi)存地址也必須增長亮蛔。
8 位最多能代表 256個內(nèi)存地址痴施。一共256 個數(shù)字。

要給千兆 或十億字節(jié)的內(nèi)存尋址究流,需要32 位地址。
內(nèi)存的重要特征: 可以隨時訪問任何位置神得。

因此叫“隨機存取存儲器” 心傀,簡稱 RAM爆捞。

RAM ,像人們的短期記憶形入,只記錄當前在做什么事情缝左。

真實內(nèi)存

image.png

打開放大:

image.png

放大:


image.png

矩陣:


image.png

128 x 64 = 8192 位
每個方格 四個矩陣
8192 x 4 = 32768

32個方格
327368 x 32 = 100萬位

8個芯片 總共 800萬位 = 1兆字節(jié)(1Mb)

1 Byte = 8 Bits
1 KB = 1024 Bytes
1 MB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末亿遂,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子渺杉,更是在濱河造成了極大的恐慌蛇数,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 212,383評論 6 493
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件是越,死亡現(xiàn)場離奇詭異耳舅,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,522評論 3 385
  • 文/潘曉璐 我一進店門浦徊,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來馏予,“玉大人,你說我怎么就攤上這事盔性∠忌ィ” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 157,852評論 0 348
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵冕香,是天一觀的道長蛹尝。 經(jīng)常有香客問我,道長悉尾,這世上最難降的妖魔是什么突那? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,621評論 1 284
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮务漩,結(jié)果婚禮上饵骨,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己轮洋,他們只是感情好弊予,可當我...
    茶點故事閱讀 65,741評論 6 386
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著碾褂,像睡著了一般正塌。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪屎鳍。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上逮壁,一...
    開封第一講書人閱讀 49,929評論 1 290
  • 那天,我揣著相機與錄音忧饭,去河邊找鬼词裤。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛渔肩,可吹牛的內(nèi)容都是我干的周偎。 我是一名探鬼主播蓉坎,決...
    沈念sama閱讀 39,076評論 3 410
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了逢享?” 一聲冷哼從身側(cè)響起瞒爬,我...
    開封第一講書人閱讀 37,803評論 0 268
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎屁药,沒想到半個月后酿箭,有當?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體缭嫡,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,265評論 1 303
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,582評論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了古程。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片挣磨。...
    茶點故事閱讀 38,716評論 1 341
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖晤锥,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出矾瘾,到底是詐尸還是另有隱情壕翩,我是刑警寧澤放妈,帶...
    沈念sama閱讀 34,395評論 4 333
  • 正文 年R本政府宣布珍策,位于F島的核電站,受9級特大地震影響模聋,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏链方。R本人自食惡果不足惜祟蚀,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 40,039評論 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望罢维。 院中可真熱鬧肺孵,春花似錦平窘、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,798評論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至慰安,卻和暖如春萄窜,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間查刻,已是汗流浹背穗泵。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,027評論 1 266
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留履肃,地道東北人尺棋。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 46,488評論 2 361
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像萍鲸,于是被迫代替她去往敵國和親脊阴。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子嘿期,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 43,612評論 2 350