《CPU自制入门》
计算机系统基础
计算机系统的SoC（System-on-a-Chip，片上系统）以CPU为核心，同时实现了负责存储程序和数据的内存、负责和外部进行输入输出的I/O以及它们之间的连接总线。
PC（Personal Computer，个人电脑）
I/O（Input/Output，输入输出装置）进行数据交换
【CPU如何运行】
CPU①读取（Fetch）内存中的指令，然后对其要处理的操作进行②解码（Decode），最后进行③执行。
①读取
PC（Program Counter，程序计数器）寄存器，其中保存着即将执行的指令的地址。
将PC寄存器的值输出给内存，由内存返回该值对应地址中的指令。
②解码
指令由CPU中被称为指令解码器的模块进行解码。
通用寄存器（General Purpose Register）保存地址和运算结果
③执行
CPU可以从内部存储装置——寄存器或外部的内存读取数据并处理，
然后将结果写回寄存器或内存。
CPU执行的指令，由代表操作种类的操作码和代表操作对象的操作数（由寄存器地址、内存地址或立即数指定；立即数是指嵌入指令中的固定常数）两部分组成。
CPU分为RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）和CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）两种。
RISC架构最大的特点是只使用载入和存储指令访问内存，这种架构称为载入存储架构（Load/Store Architecture）。
好处是可以简化指令集和流水线设计。
在这种架构下，运算指令只能对寄存器中的数据进行操作。
【位宽】
位宽/字（word）：可以访问的地址空间或数据的大小；可以处理的整数型数据的宽度
eg.32位CPU可以处理32位的数据，可以访问的地址空间为4G字节（2的32次方）
内存：用来存放运行时指令（程序）和数据的存储器，有时也称为主存（Main memory）（和计算机中长期保存数据和程序的存储器区别）
DRAM（Dynamic Random Access Memory，动态随机存储器）通过在电容器中积蓄电荷来保存数据的存储元件。电容器中充电状态是1，放电状态是0，并以此表示数值。
电容器中的电荷一段时间后会衰减，故DRAM需要定期进行重新写入数据的刷新（Refresh）操作。
内存使用地址（数据存储的位置）来管理存储的数据。
字节编址：每个数据单元都有一个地址。大多情况下数据单元是一个字节（8位）长度。
【存储器层级】
“高速小容量”、“中速中等容量”到“低速大容量”等多种存储器组合的混合型架构。
存储层面，速度最快的是CPU中的寄存器。
CPU比内存速度快很多，由CPU直接访问内存效率较低。
为了提高内存访问速度，在CPU和内存间增加了被称为缓存的高速小容量存储器。
【字节序】
将多字节数据存储在内存中时，各字节的存储顺序。
人类更容易理解大端，计算机更适合处理小端。
很多处理器考虑到软件的通用性和可移植性，同时支持两种字节序并可依据程序切换，称为双端序。
【总线】
CPU、内存和I/O之间交换数据的共同通道
总线一般由数据总线（传输交换的数据）、地址总线（指定访问的地址）和控制总线（负责总线访问的控制）构成。
总线协议：各个信号的时序、进行交换的规则。
总线传输：通过总线交换数据的整个过程。
总线的优点：
- 只要遵循总线协议，任何设备都可以简单地进行连接。
- 由于使用的是共享通道，硬件的成本也比较低。
缺点：数据传输的吞吐量较低。
标签：存储,需要,自制,总线,指令,内存,数据,CPU From： https://www.cnblogs.com/asandstar/p/17091245.html