地址寄存器英文解释翻译、地址寄存器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 address register
分词翻译:
地的英语翻译:
background; ground; land; soil; the earth
【计】 GND
【化】 earth
【医】 geo-; loci; locus
址的英语翻译:
location; site
寄存器的英语翻译:
register
【计】 R; RALU; register
【化】 memory; registor
专业解析
在计算机体系结构中,地址寄存器(英文:Address Register)是一种特殊功能的存储单元,主要用于临时存放当前CPU需要访问的内存单元或I/O端口的物理地址。它充当CPU与内存/外设之间地址信息传输的桥梁,是中央处理器(CPU)执行指令、读写数据的关键组件。
以下是其核心含义与功能的详细解释:
-
核心功能:地址定位
- 当CPU需要从内存读取指令或数据,或者向内存写入数据时,必须指定操作发生的具体位置。这个位置由唯一的内存地址标识。
- 地址寄存器专门用于临时存储这个目标内存地址(或I/O端口地址)。CPU在执行涉及内存访问的指令(如
LOAD
, STORE
, JUMP
等)时,会将计算出的有效地址加载到地址寄存器中。
- 随后,地址寄存器中的内容会被输出到地址总线上,通知内存系统哪个存储单元是本次操作的目标。例如,在指令“LOAD R1, [0x1000]”中,地址
0x1000
在执行时会被放入地址寄存器,以便从内存的0x1000
单元读取数据到寄存器R1中。来源:IEEE Standard Glossary of Computer Architecture Terminology (IEEE Std 610.10-1994) - IEEE Xplore (需订阅访问)。
-
在CPU工作周期中的作用
- 在典型的CPU指令周期(取指-译码-执行)中:
- 取指阶段: 程序计数器(PC)中的指令地址通常会被送入地址寄存器(或直接驱动地址总线),以从内存中读取下一条指令。
- 执行阶段: 对于需要操作内存数据的指令,CPU根据指令译码结果计算出操作数的有效地址(可能涉及基址寄存器、变址寄存器、偏移量计算等),并将最终的有效地址送入地址寄存器,以便进行数据的读取或写入。来源:David A. Patterson and John L. Hennessy, "Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface" (经典教材,广泛引用其原理) - Elsevier Store。
-
类型与变体
- 虽然“地址寄存器”是一个通用概念,但在具体CPU设计中,可能有多个专用或通用的寄存器承担地址存储功能:
- 程序计数器: 可视为一种特殊的地址寄存器,专门存储下一条要执行的指令的地址。
- 堆栈指针: 存储当前堆栈顶部的地址。
- 基址寄存器/变址寄存器: 在复杂寻址模式(如基址寻址、变址寻址)中,用于存储基地址或索引值,参与有效地址的计算,计算结果最终会送入地址寄存器或直接输出。
- 内存地址寄存器: 在更精细的CPU内部结构描述中(如冯·诺依曼架构模型),MAR特指位于CPU和内存总线接口之间、专门存放待访问内存地址的寄存器。来源:William Stallings, "Computer Organization and Architecture" - Pearson。
-
重要性
- 地址寄存器是实现CPU对内存进行随机访问的基础。它使得CPU能够精确地定位到内存中的任意位置进行读写操作,是程序得以运行和数据得以处理的关键环节。没有地址寄存器(或其功能等价物),CPU将无法有效地与内存交互。来源:Fundamentals of Computer Architecture, University Lecture Notes (普遍认可的原理) - MIT OpenCourseWare (相关课程资料参考其原理讲解)。
网络扩展解释
地址寄存器(Address Register, AR)是计算机体系结构中的关键组件,主要用于存储CPU当前访问的内存单元地址。以下从定义、作用、结构特点等方面进行详细说明:
一、定义与核心功能
地址寄存器属于CPU内部寄存器组,专门用于临时存储CPU正在访问的内存地址。由于内存与CPU存在速度差异(CPU处理速度远快于内存响应速度),AR需要保持地址信息直到内存读/写操作完成,确保数据准确传输。
二、主要作用
- 地址保持:在内存访问周期内锁定目标地址,防止因CPU高速运行导致地址信号丢失。
- 多部件协同:与数据缓冲器配合工作,AR负责定位存储单元,数据缓冲器则暂存读写数据,共同完成内存或I/O端口的访问。
- 灵活寻址:通过修改AR中的地址值,CPU可访问不同存储单元或I/O端口,支持动态内存管理。
三、结构特性
- 纯寄存器结构:采用高速触发器电路实现,确保地址信号的快速存取。
- 总线连接:直接与地址总线相连,将存储的地址信号传输至内存控制器(需注意权威性较低,此处仅作辅助说明)。
四、与其他寄存器的区别
不同于指令地址寄存器(IAR)(存储下一条指令地址),AR专注于数据操作地址的存储。例如,当CPU执行"LOAD [0x1000]"指令时,AR会保存0x1000这个数据地址,而IAR则指向下一条指令的存储位置。
五、性能影响
AR的位宽决定了CPU可寻址的内存空间大小。例如,32位AR支持4GB寻址空间(计算式:$2^{32} = 4,294,967,296$字节),而64位AR可支持高达16EB的地址空间(结合计算机评价指标中的字长影响)。
注:部分扩展说明参考了寄存器工作原理和计算机组成知识,如需完整技术细节可查阅相关权威资料。
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