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當我們在選購電腦、手機的時候，銷售人員都會告訴我們電腦、手機的配置，都會提到CPU，朋友也會提醒注意下CPU。那么CPU到底是什么？ CPU的英文全稱是Central Processing Unit，翻譯成中文也就是中央處理器。cpu有著處理指令、執(zhí)行操作、控制時間、處理數(shù)據(jù)四大作用，打個比喻來說，cpu就像我們的大腦，幫我們完成各種各樣的生理活動。因此如果沒有cpu，那么電腦就是一堆廢物，無法工作。 CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計算機規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個字節(jié)或者多個字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關(guān)操作數(shù)地址的字段以及一些表征機器狀態(tài)的狀態(tài)字以及特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。 處理器由什么組成_處理器基本知識介紹 處理器基本知識 處理器：超大規(guī)模集成電路，就是模電里說的集成電路，不同的是它所要做的就是處理機器碼，對應機器碼的不同做出不同的處理。比較出名的處理器廠商有inter ，AMD ，IBM，以及ARM~~ 其中inter主要是PC機上，而ARM主要在手機上。 處理器：Center Process Unit - 》 中央處理器 具有運算器跟控制器功能的大規(guī)模集成電路。 處理器的基本組成包括： 1.運算器（ALU，Arithmec Logic Unit） 2.高速緩存儲器（Cache） 3.實現(xiàn)ALU與Data聯(lián)系的Data 4.控制及狀態(tài)總線（Bus） 處理器由什么組成_處理器基本知識介紹 處理器架構(gòu)： 處理器架構(gòu)代表了各個部件的排列組合方式，處理器就像是計算機的心臟，它除了可以運算一些東西外其實也不會什么，真正要把它計算出來的東西實現(xiàn)出來的還是要依靠外面的設(shè)備。而如何把CPU跟外面的設(shè)備有序的鏈接起來就是處理器架構(gòu)要做的事情了。處理器架構(gòu)是有一些規(guī)范的，沒有規(guī)范的話，拿給別人用別人也不知道怎么用，現(xiàn)在主流的處理器架構(gòu)分為兩類：一個是intel系列CPU，另一個是AMD系列CPU，了解這些架構(gòu)對于這些架構(gòu)怎么用以后把CPU的說明書拿來看就清楚了。 中央處理器cpu由什么組成 CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。 邏輯部件 英文Logic components；運算邏輯部件。可以執(zhí)行定點或浮點算術(shù)運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址運算和轉(zhuǎn)換。 寄存器 寄存器部件，包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數(shù)和浮點數(shù)兩類，它們用來保存指令執(zhí)行過程中臨時存放的寄存器操作數(shù)和中間（或最終）的操作結(jié)果。 通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。 控制部件 英文Control unit；控制部件，主要是負責對指令譯碼，并且發(fā)出為完成每條指令所要執(zhí)行的各個操作的控制信號。 其結(jié)構(gòu)有兩種：一種是以微存儲為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線結(jié)構(gòu)為主的控制方式。 微存儲中保持微碼，每一個微碼對應于一個最基本的微操作，又稱微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構(gòu)成微程序。中央處理器在對指令譯碼以后，即發(fā)出一定時序的控制信號，按給定序列的順序以微周期為節(jié)拍執(zhí)行由這些微碼確定的若干個微操作，即可完成某條指令的執(zhí)行。 簡單指令是由（3～5）個微操作組成，復雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。 中央處理器的作用 CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計算機規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個字節(jié)或者多個字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關(guān)操作數(shù)地址的字段以及一些表征機器狀態(tài)的狀態(tài)字以及特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。 提取 第一階段，提取，從存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令（為數(shù)值或一系列數(shù)值）。由程序計數(shù)器（Program Counter）指定存儲器的位置。（程序計數(shù)器保存供識別程序位置的數(shù)值。換言之，程序計數(shù)器記錄了CPU在程序里的蹤跡。） 解碼 CPU根據(jù)存儲器提取到的指令來決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片段。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)（ISA）定義將數(shù)值解譯為指令。一部分的指令數(shù)值為運算碼（Opcode），其指示要進行哪些運算。其它的數(shù)值通常供給指令必要的信息，諸如一個加法（AddiTIon）運算的運算目標。 執(zhí)行 在提取和解碼階段之后，緊接著進入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進行所需運算的CPU部件。 例如，要求一個加法運算，算術(shù)邏輯單元（ALU，ArithmeTIc Logic Unit）將會連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數(shù)值，而輸出將含有總和的結(jié)果。ALU內(nèi)含電路系統(tǒng)，易于輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算（比如加法和位元運算）。如果加法運算產(chǎn)生一個對該CPU處理而言過大的結(jié)果，在標志暫存器里可能會設(shè)置運算溢出（ArithmeTIc Overflow）標志。 寫回 最終階段，寫回，以一定格式將執(zhí)行階段的結(jié)果簡單的寫回。運算結(jié)果經(jīng)常被寫進CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。在其它案例中，運算結(jié)果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會操作程序計數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些一般稱作“跳轉(zhuǎn)”（Jumps），并在程式中帶來循環(huán)行為、條件性執(zhí)行（透過條件跳轉(zhuǎn)）和函式。許多指令會改變標志暫存器的狀態(tài)位元。這些標志可用來影響程式行為，緣由于它們時常顯出各種運算結(jié)果。例如，以一個“比較”指令判斷兩個值大小，根據(jù)比較結(jié)果在標志暫存器上設(shè)置一個數(shù)值。這個標志可藉由隨后跳轉(zhuǎn)指令來決定程式動向。在執(zhí)行指令并寫回結(jié)果之后，程序計數(shù)器值會遞增，反覆整個過程，下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。 處理器由什么組成_處理器基本知識介紹 處理器工作過程 比如我們寫的C語言代碼亦或者是匯編代碼，在通過編譯器編譯成機器碼后發(fā)送給內(nèi)存，而處理器就是從內(nèi)存里拿那些機器碼來一條一條執(zhí)行，具體執(zhí)行過程如下 取址，譯碼，執(zhí)行--》CUP上處理數(shù)據(jù)通過這種三級流水線操作來實現(xiàn)機器碼內(nèi)部的功能 不排除有些CPU有多于3級的流水線（多一級流水線就多一個準備，會提升執(zhí)行質(zhì)量與效率），但這三個流水線是必須存在的 每一級流水線要做的工作如下： 取址：從存儲器中找到機器碼 譯碼：把機器碼翻譯成有意義的片段 執(zhí)行：執(zhí)行所翻譯后的代碼段 指令集： 就是CPU能夠識別的有意義的機器碼段的集合（舉個例子，比如機器碼0X000112120780，CPU會讀取這個機器碼，然后再對比自己的指令集，查出這個機器碼具體要做什么，而這具體要做什么的信息的集合就是指令集）。主要有它們之間的區(qū)別 前兩者主要是指令長度，其實RISC指令集是從CISC指令集里比較常用的指令的一個集合，ARM就是用RISC，而X86是用CISC，其實RISC是從CISC中提煉出來的，但通過RISC指令間的配合也能實現(xiàn)CISC中的指令。 1.CISC指令集，也稱為復雜指令集，英文名是CISC（Complex Instruction Set Computer） 使用此類指令集的CPU用 inter 的X86 2.RISC指令集，精簡指令集，英文名（Reduced Instruction Set Computing ） 使用此類指令集的CPU用ARM大多數(shù)芯片 3.IA-64指令集，精確并行指令計算機。 處理器技術(shù)： 如何讓處理器更加高效的工作。 多線程，簡稱SMT，線程其實就是正在運行的程序。而多線程就是讓多個程序同時在CPU上跑，當然我們知道單核CUP一次只能執(zhí)行一個程序的，那么我們要如何才能夠讓多個程序在一個CPU上跑？道理很簡單，就是你跑一下，我再跑一下。讓多個線程一個跑一下，由于跑的很快，所以我們使用者是不會感覺他們之間的停頓的，也就是說，我們會認為他們同時在跑。 多核心，簡稱CMP（Chip Multiprocessors，簡稱CMP ），單芯片多處理器，就是多個處理器在同一個芯片中，可以這樣做的原因是元器件越來越小制成越來越高，這樣做可以節(jié)省芯片體積，又能提高程序運行效率。這就是我們的手機為什么越多核賣的又并不是很貴的原因，當然也并不是越多核心越好，這個買多核心手機的人應該可以體會，因為指令分在不同處理器里運行，雖然增加了它的執(zhí)行效率但是最后要把它們的數(shù)據(jù)組裝起來也是要費一番功夫的，所以并不是越多核心越好。 技術(shù)資料出處:網(wǎng)絡(luò)整理 該文章僅供學習參考使用，版權(quán)歸作者所有。 AO-Electronics 傲壹電子 官網(wǎng)：www.aoelectronics.com 中文網(wǎng)：www.aoelectronics.cn |
