[嵌入式]CPU和存储器的分类

CPU

CPU是计算机的核心部件，控制整个计算机的运作并进行运算。

存储器的分类

存储器涵盖了CPU中的寄存器，内存，外存储器三类。

随机存储器，是与CPU直接交换数据的内部存储器，也叫主存(内存)。断电易失，访问速度快，需要刷新(再生)。

现代的随机存取存储器依赖电容器存储数据。电容器充满电后代表1（二进制），未充电的代表0。由于电容器或多或少有漏电的情形，若不作特别处理，数据会渐渐随时间流失。刷新是指定期读取电容器的状态，然后按照原来的状态重新为电容器充电，弥补流失了的电荷。需要刷新正好解释了随机存取存储器的易失性。

只读存储器，只能读出不能随意写入信息，在主板上的ROM里面固化了一个基本输入/输出系统，称为BIOS（基本输入输出系统）。其主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。

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。常见的有硬盘、软盘、光盘、U盘等。

CPU和寄存器

寄存器（英语：Register）是中央处理器内的组成部分，是有限存贮容量的高速存贮部件，可用来暂存指令、数据和地址。

在集成电路设计中，寄存器可分为电路内部使用的寄存器和充当内外部接口的寄存器这两类。

在计算机领域，寄存器是CPU内部的元件，包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。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，寄存器有累加器(ACC)。

寄存器拥有非常高的读写速度，所以在寄存器之间的数据传送非常快。

内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制

原理

寄存器（又称缓存）一般是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发，就是一些与非门构成的结构，一般整合在CPU内，其读写速度跟CPU的运行速度基本匹配，但因为性能优越，所以造价昂贵，一般好的CPU也就只有几MB的2级缓存，1级缓存更小。使用寄存器可以缩短至零长度、节省存储空间，提高指令的执行速度

CPU和内存

要想让一个CPU工作，就必须向他提供指令和数据。指令和数据在存储器中存放，也就是我们说的内存。在一台PC机中，内存的作用仅次于CPU。再聪明的大脑(CPU)，没有了记忆(内存)也无法进行思考。磁盘不同于内存，磁盘上的数据或程序不读到内存中，就无法被CPU使用。