您所在位置: >首页 -> 电脑

电脑CPU是什么啊

2022-09-20 273 阅读 上万家庭到家服务

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系列,从而完成一条指令的执行。下面小编为大家收集整理了电脑CPU的相关内容,欢迎阅读!

CPU是什么

中央处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

中央处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。

提取

第一阶段,提取,从存储器或高速缓冲存储器中检索指令(为数值或一系列数值)。由程序计数器(Program Counter)指定存储器的位置,程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令之后,程序计数器根据指令长度增加存储器单元。指令的提取必须常常从相对较慢的存储器寻找,因此导致CPU等候指令的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的快取和管线化架构。

解码

CPU根据存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段,指令被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令集架构(ISA)定义将数值解译为指令。一部分的指令数值为运算码(Opcode),其指示要进行哪些运算。其它的数值通常供给指令必要的信息,诸如一个加法(Addition)运算的运算目标。这样的运算目标也许提供一个常数值(即立即值),或是一个空间的定址值:暂存器或存储器位址,以定址模式决定。在旧的设计中,CPU里的指令解码部分是无法改变的硬件设备。不过在众多抽象且复杂的CPU和指令集架构中,一个微程序时常用来帮助转换指令为各种形态的讯号。这些微程序在已成品的CPU中往往可以重写,方便变更解码指令。

执行

在提取和解码阶段之后,接着进入执行阶段。该阶段中,连接到各种能够进行所需运算的CPU部件。例如,要求一个加法运算,算数逻辑单元(ALU,Arithmetic Logic Unit)将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数值,而输出将含有总和的结果。ALU内含电路系统,易于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算(比如加法和位元运算)。如果加法运算产生一个对该CPU处理而言过大的结果,在标志暂存器里,运算溢出(Arithmetic Overflow)标志可能会被设置。

写回

最终阶段,写回,以一定格式将执行阶段的结果简单的写回。运算结果经常被写进CPU内部的暂存器,以供随后指令快速存取。在其它案例中,运算结果可能写进速度较慢,但容量较大且较便宜的主记忆体中。某些类型的.指令会操作程序计数器,而不直接产生结果。这些一般称作“跳转”(Jumps),并在程式中带来循环行为、条件性执行(透过条件跳转)和函式。许多指令也会改变标志暂存器的状态位元。这些标志可用来影响程式行为,缘由于它们时常显出各种运算结果例如,以一个“比较”指令判断两个值的大小,根据比较结果在标志暂存器上设置一个数值。

这个标志可藉由随后的跳转指令来决定程式动向。在执行指令并写回结果之后,程序计数器的值会递增,反覆整个过程,下一个指令周期正常的提取下一个顺序指令。如果完成的是跳转指令,程序计数器将会修改成跳转到的指令位址,且程序继续正常执行。许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码,并且同时执行。这个部分一般涉及“经典RISC管线”,那些实际上是在众多使用简单CPU的电子装置中快速普及(常称为微控制(Microcontrollers))。

基本结构

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

运算逻辑部件

运算逻辑部件,可以执行定点或浮点的算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址的运算和转换。

寄存器部件

寄存器部件,包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,它们用来保存指令中的寄存器操作数和操作结果。通用寄存器是中央处理器的重要组成部分,大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度,其端口数目往往可影响内部操作的并行性。专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。控制寄存器通常用来指示机器执行的状态,或者保持某些指针,有处理状态寄存器、地址转换目录的基地址寄存器、特权状态寄存器、条件码寄存器、处理异常事故寄存器以及检错寄存器等。有的时候,中央处理器中还有一些缓存,用来暂时存放一些数据指令,缓存越大,说明CPU的运算速度越快,目前市场上的中高端中央处理器都有2M左右的二级缓存,高端中央处理器有4M左右的二级缓存。


相关推荐

一、威能壁挂炉e7故障分析。 壁挂炉内部过热,高温故障。泵也可能不转动或管道堵塞。 二、威能壁挂炉显示e7故障现象。 提示e7故障代码

2022-10-01

一、水管堵住了用什么疏通? 1、水管出现堵塞的问题,在厨房或者卫生间最容易出现,尤其是厨房,因为大部分是油垢比较多。我们可以选择先烧一壶开水,等到水烧开之后,往

2022-10-01

很多时候我们看见电脑C盘空间愈来愈少,运行也愈来愈慢,电脑C盘满了怎么清理呢?最主要的办法就是给C盘减负啦,一种是清理垃圾以及转移资料,另一种是卸载软件或者转

2022-10-01

为了应对 集成灶 机体拆卸不便,而一旦拆卸不好极易造成机器失灵损坏的情况,各厂家反复研究出来的自动清洗功能,确实是可以清洗集成灶台面的。但是很多家庭会觉得这个功

2022-10-01

您可能还喜欢

浴缸需要留检修口吗?怎么留呢?
一、水管堵住了用什么疏通? 1、水管出现堵塞的问题,在厨房或
水管堵住了用什么疏通?
很多时候我们看见电脑C盘空间愈来愈少,运行也愈来愈慢,电脑
电脑C盘满了怎么清理图文教程
为了应对 集成灶 机体拆卸不便,而一旦拆卸不好极易造成机器失
集成灶自动清洗功能怎么用?集成灶自动清洗功能使用方法是什么
依玛壁挂炉出现e03是什么意思? 一、显示E03提示
帅康燃气灶无法点火故障怎么修理?燃气灶维修
1.壁挂炉 显示屏显示F2/F02是什么问题? 壁挂
轻松学会台式电脑怎么重装系统
随着生活质量的提高,很多人下班回家都有使用电视机看电视和新闻