2013年3月29日 星期五

漢明碼、CPU、暫存器

漢明碼、CPU、暫存器

○漢明碼
漢明碼(Hamming Code),是在電信領域的一種線性偵錯碼,以發明者Richard Hamming的名字命名。漢明碼在傳輸的訊息流中插入驗證碼,以偵測並更正單一位元錯誤。由於簡單的漢明編碼,它們被廣泛應用於記憶體(RAM)。其 SECDED (single error correction, double error detection) 版本另外加入一檢測位元,可以偵測兩個以下同時發生的位元錯誤,並能夠更正單一位元的錯誤。因此,當傳送端與接收端的位元樣式的漢明距離 (Hamming distance) 小於或等於1時(僅有 1 bit 發生錯誤),可實現可靠的通訊。相對的,簡單的奇偶檢驗碼除了不能糾正錯誤之外,也只能偵測出奇數個的錯誤。



○CPU的意義
中央處理器(Central Processing Unit),是電子電腦的主要裝置之一。其功能主要是解釋電腦指令以及處理電腦軟體中的資料。電腦的可編程性主要是指對中央處理器的編程。中央處理器、記憶體和輸入/輸出裝置是現代電腦的三大核心部件。20世紀70年代以前,中央處理器是由多個獨立單元構成。後來發展出由積體電路製造的中央處理器,微處理器中央處理器複雜的電路可以做成單一微小功能強大的單元。


○CPU的組成
CPU為控制整部電腦運作的中心樞紐,其內部包括控制單元、算術及邏輯單元、暫存器或記憶單元。
1.算術及邏輯運算單元(ALU):加、減、乘、除及比較、選擇、判斷等運算。
2.控制單元(CU):翻譯程式中的指令的解碼功能及協調控制各部門依指令執行使電腦自動化處理資料。
3.記憶單元(MU):儲存目前正要被處理運算的程式或資料,容量以KB為單位。
4.暫存器(Register):暫時儲存資料,如用來儲存運算的累積器。其功能與記憶體相似。


○暫存器
暫存器(Register),是中央處理器內的其中組成部份。暫存器是有限存貯容量的高速存貯部件,它們可用來暫存指令、數據和位址。在中央處理器的控制部件中,包含的暫存器有指令暫存器(IR)和程式計數器(PC)。在中央處理器的算術及邏輯部件中,包含的暫存器有累加器(ACC)。
○暫存器的種類

累加器(Accumulator) : 它負責讀取運算元做運算, 並且將結果轉移到其它暫存器或記憶體內。
程式計數器PC (Program Counter):負責儲存CPU下一次所要執行的記憶體位址
指令暫存器IR (Instruction Register):負責儲存CPU所要執行的指令
堆疊指標器SP (Stack Pointer):負責儲存CPU目前使用的堆疊位址
記憶體位址暫存器MAR(Memory address register):負責儲存CPU所要存取記憶體資料的位址
記憶體緩衝暫存器MBR(Memory buffer register):為一緩衝區,儲存要進/出記憶體資料的資料。



○機器循環週期
1.擷取指令
2.解碼
3.執行
4.存回

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