汇编每天1分钟 (2) | CPU是如何通过线路工作的

CPU是计算机的大脑，负责控制计算机的运行与计算。

CPU与其他部件集成在主板，通过线路连接，同属一个电路系统。

线路分为地址线、数据线、控制线三种：

程序运行时的数据以及指令大部分都存放在内存，每个数据、指令都有自己的内存地址，CPU通过地址线查找到内存地址，最后去处理这些数据、指令。

我们可以想象内存是一个临时的仓库，仓库存放一些物品，每个物品都有自己的编号，这个编号就相当于内存地址，工作人员可以根据编号查找库存。

图1-1

地址线的数量决定了CPU的寻址能力（寻找内存地址的范围大小）。

比如：

1根地址线，它只能表示 0~1，也就是0、1，两个地址（2^1）；

2根地址线，它能表示 00~11，也就是00、01、10、11，四个地址（2^2）；

3根地址线，它能表示 000~111，就是000、001、010、011、100、101、110、111，8个地址（2^3）；

。。。。。。

从上面我们可以知道，地址的寻址能力 = 2^地址线的数量。

地址线越多，可以表示的地址范围也越大。

数据线可以让CPU与其他部件传输数据。

首先我们先了解一些计算机基本的数据单位换算：

1字节（B） = 8 bit

1KB = 1024B

1MB = 1024KB

1GB = 1024MB

一根数据线能传输1个字节（B），也就是8 bit，示例——10110001，（十六进制表示就是B1），两根可以传输2个字节。

数据线的数量，决定了CPU与其他部件进行数据传输时，一次性能传输的数据量。

这个很好理解，我们用多个水管去接一桶水，一次性能接的水量肯定比单个水管多。

图1-2

CPU通过控制线向其他部件发送工作讯号。

提线木偶，木偶身上的线，就好比控制线。

图1-3

我们通过图片来看下CPU是如何通过线路工作的：

图1-4

如图1-4所示，我们简单预设这块内存的地址为0-6，CPU先通过地址线查询到地址为2的内存区块，然后通过控制线发送写入指令，并通过数据线将1C传输至内存，最后写入，因此地址为2的内存数据由3C变为1C。

除内存地址外，CPU还可以通过端口来寻找部件，比如电脑机箱后面的鼠标、键盘插口。

我们在键盘输入"A"时，是先将数据写到端口缓冲器，CPU通过端口直接读取数据，不经过内存。