設(shè)備控制器，什么是設(shè)備管理器硬盤(pán)控制器它在哪

來(lái)源：整理時(shí)間：2023-08-25 07:15:26 編輯：智能門(mén)戶(hù) 手機(jī)版

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1，什么是設(shè)備管理器硬盤(pán)控制器它在哪
2，控制器有什么功能
3，控制器的主要功能是什么
4，運(yùn)算器和控制器的功能分別是什么

1，什么是設(shè)備管理器硬盤(pán)控制器它在哪

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硬盤(pán)控制器一般顯示為：dvd/cd-rom驅(qū)動(dòng)器光驅(qū)控制器一般顯示為：ide ata/atapi控制器

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什么是設(shè)備管理器硬盤(pán)控制器它在哪

2，控制器有什么功能

數(shù)據(jù)緩沖：由于I/O設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設(shè)置一緩沖器。在輸出時(shí)，用此緩沖器暫存由主機(jī)高速傳來(lái)的數(shù)據(jù)，然后才以I/O設(shè)備所具有的速率將緩沖器中的數(shù)據(jù)傳送給I/O設(shè)備；在輸入時(shí)，緩沖器則用于暫存從I/O設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)，待接收到一批數(shù)據(jù)后，再將緩沖器中的數(shù)據(jù)高速地傳送給主機(jī)。差錯(cuò)控制：設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位，并向 CPU報(bào)告，于是CPU將本次傳送來(lái)的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。數(shù)據(jù)交換：這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于前者，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設(shè)備。為此，在控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器。狀態(tài)說(shuō)明：標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)，CPU才能啟動(dòng)控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來(lái)反映設(shè)備的某一種狀態(tài)。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。接收和識(shí)別命令：CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。為此，在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如，磁盤(pán)控制器可以接收CPU發(fā)來(lái)的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應(yīng)地，在磁盤(pán)控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等。地址識(shí)別：就像內(nèi)存中的每一個(gè)單元都有一個(gè)地址一樣，系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址。此外，為使CPU能向(或從)寄存器中寫(xiě)入(或讀出)數(shù)據(jù)，這些寄存器都應(yīng)具有唯一的地址。

控制器有什么功能

3，控制器的主要功能是什么

控制器的主要功能是交換、檢測(cè)及提供信號(hào)。1，控制機(jī)器，控制各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作。2，控制器具備數(shù)據(jù)交換功能，這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。3，將電話比喻中人體，那么控制器就好比是人的大腦，輸出各種指令，是零件靈活運(yùn)行。4，運(yùn)算器只能完成運(yùn)算，而控制器用于控制著整個(gè)CPU的工作。5，通過(guò)數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)。拓展資料：控制器控制器（英文名稱(chēng)：controller）是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作?？刂破鞣纸M合邏輯控制器和微程序控制器，兩種控制器各有長(zhǎng)處和短處。組合邏輯控制器設(shè)計(jì)麻煩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦設(shè)計(jì)完成，就不能再修改或擴(kuò)充，但它的速度快。微程序控制器設(shè)計(jì)方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修改或擴(kuò)充都方便，修改一條機(jī)器指令的功能，只需重編所對(duì)應(yīng)的微程序；要增加一條機(jī)器指令，只需在控制存儲(chǔ)器中增加一段微程序，但是，它是通過(guò)執(zhí)行一段微程。具體對(duì)比如下：組合邏輯控制器又稱(chēng)硬布線控制器，由邏輯電路構(gòu)成，完全靠硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)指令的功能。參考資料：百度百科-控制器

1. 控制機(jī)器，控制各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作。2. 運(yùn)算器只能完成運(yùn)算，而控制器用于控制著整個(gè)CPU的工作。 3. 將電話比喻中人體，那么控制器就好比是人的大腦，輸出各種指令，是零件靈活運(yùn)行。4. 控制器具備數(shù)據(jù)交換功能，這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。5. 對(duì)于前者，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)。拓展資料：控制器是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作?？刂破鞣纸M合邏輯控制器和微程序控制器，兩種控制器各有長(zhǎng)處和短處。組合邏輯控制器設(shè)計(jì)麻煩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦設(shè)計(jì)完成，就不能再修改或擴(kuò)充，但它的速度快。微程序控制器設(shè)計(jì)方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修改或擴(kuò)充都方便，修改一條機(jī)器指令的功能，只需重編所對(duì)應(yīng)的微程序。

1.控制器具備數(shù)據(jù)交換功能，這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于前者，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設(shè)備。為此，在控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器。2.設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位，并向 CPU報(bào)告，于是CPU將本次傳送來(lái)的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。3.時(shí)序控制器的功能是為每條指令按時(shí)間順序提供控制信號(hào)。時(shí)序控制器包括時(shí)鐘發(fā)生器和倍頻定義單元，其中時(shí)鐘發(fā)生器由石英晶體振蕩器發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，就是CPU的主頻；而倍頻定義單元?jiǎng)t定義了CPU主頻是存儲(chǔ)器頻率（總線頻率）的幾倍。4.標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)，CPU才能啟動(dòng)控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來(lái)反映設(shè)備的某一種狀態(tài)。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。5.CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。為此，在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如，磁盤(pán)控制器可以接收CPU發(fā)來(lái)的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應(yīng)地，在磁盤(pán)控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等。拓展資料：現(xiàn)場(chǎng)控制器主要功能：1.接收帶地址的報(bào)警信號(hào)；2.對(duì)不同性質(zhì)的防區(qū)，通過(guò)編程確定防區(qū)的性質(zhì)；3.可帶控制鍵盤(pán)和液晶顯示器，控制布防和撤防，有密碼操作功能；4.輸出信號(hào)帶動(dòng)報(bào)警器和輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)推動(dòng)聯(lián)動(dòng)設(shè)備；5.與監(jiān)控中心的通信功能。

控制器的主要功能是交換、檢測(cè)及提供信號(hào)，具體功能說(shuō)明如下：1、控制器具備數(shù)據(jù)交換功能，這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于前者，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設(shè)備。為此，在控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器。2、設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位，并向 CPU報(bào)告，于是CPU將本次傳送來(lái)的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。3、時(shí)序控制器的功能是為每條指令按時(shí)間順序提供控制信號(hào)。時(shí)序控制器包括時(shí)鐘發(fā)生器和倍頻定義單元，其中時(shí)鐘發(fā)生器由石英晶體振蕩器發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，就是CPU的主頻；而倍頻定義單元?jiǎng)t定義了CPU主頻是存儲(chǔ)器頻率（總線頻率）的幾倍。拓展資料標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)，CPU才能啟動(dòng)控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來(lái)反映設(shè)備的某一種狀態(tài)。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。為此，在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如，磁盤(pán)控制器可以接收CPU發(fā)來(lái)的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應(yīng)地，在磁盤(pán)控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：控制器、運(yùn)算器、內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備，其中，控制器和運(yùn)算器統(tǒng)稱(chēng)為中央處理器。簡(jiǎn)稱(chēng)CPU.它是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的指揮中心.它包括控制器和運(yùn)算器兩個(gè)部件,其中,控制器的功能是控制計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作,運(yùn)算器則是負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算. （一）運(yùn)算器 1、算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU（Arithmetic and Logic Unit） ALU主要完成對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算（加減乘除）、邏輯運(yùn)算（與或非異或）以及移位操作。在某些CPU中還有專(zhuān)門(mén)用于處理移位操作的移位器。通常ALU由兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。整數(shù)單元有時(shí)也稱(chēng)為IEU（Integer Execution Unit）。我們通常所說(shuō)的“CPU是XX位的”就是指ALU所能處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)。 2、浮點(diǎn)運(yùn)算單元FPU（Floating Point Unit） FPU主要負(fù)責(zé)浮點(diǎn)運(yùn)算和高精度整數(shù)運(yùn)算。有些FPU還具有向量運(yùn)算的功能，另外一些則有專(zhuān)門(mén)的向量處理單元。 3、通用寄存器組通用寄存器組是一組最快的存儲(chǔ)器，用來(lái)保存參加運(yùn)算的操作數(shù)和中間結(jié)果。在通用寄存器的設(shè)計(jì)上，RISC與CISC有著很大的不同。CISC的寄存器通常很少，主要是受了當(dāng)時(shí)硬件成本所限。比如x86指令集只有8個(gè)通用寄存器。所以，CISC的CPU執(zhí)行是大多數(shù)時(shí)間是在訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，而不是寄存器中的。這就拖慢了整個(gè)系統(tǒng)的速度。而RISC系統(tǒng)往往具有非常多的通用寄存器，并采用了重疊寄存器窗口和寄存器堆等技術(shù)使寄存器資源得到充分的利用。對(duì)于x86指令集只支持8個(gè)通用寄存器的缺點(diǎn)，Intel和AMD的最新CPU都采用了一種叫做“寄存器重命名”的技術(shù)，這種技術(shù)使x86CPU的寄存器可以突破8個(gè)的限制，達(dá)到32個(gè)甚至更多。不過(guò)，相對(duì)于RISC來(lái)說(shuō)，這種技術(shù)的寄存器操作要多出一個(gè)時(shí)鐘周期，用來(lái)對(duì)寄存器進(jìn)行重命名。 4、專(zhuān)用寄存器專(zhuān)用寄存器通常是一些狀態(tài)寄存器，不能通過(guò)程序改變，由CPU自己控制，表明某種狀態(tài)。（二）控制器運(yùn)算器只能完成運(yùn)算，而控制器用于控制著整個(gè)CPU的工作。 1、指令控制器指令控制器是控制器中相當(dāng)重要的部分，它要完成取指令、分析指令等操作，然后交給執(zhí)行單元（ALU或FPU）來(lái)執(zhí)行，同時(shí)還要形成下一條指令的地址。 2、時(shí)序控制器時(shí)序控制器的作用是為每條指令按時(shí)間順序提供控制信號(hào)。時(shí)序控制器包括時(shí)鐘發(fā)生器和倍頻定義單元，其中時(shí)鐘發(fā)生器由石英晶體振蕩器發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，就是CPU的主頻；而倍頻定義單元?jiǎng)t定義了CPU主頻是存儲(chǔ)器頻率（總線頻率）的幾倍。 3、總線控制器總線控制器主要用于控制CPU的內(nèi)外部總線，包括地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等等。 4、中斷控制器中斷控制器用于控制各種各樣的中斷請(qǐng)求，并根據(jù)優(yōu)先級(jí)的高低對(duì)中斷請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)，逐個(gè)交給CPU處理。

控制器的主要功能是什么

4，運(yùn)算器和控制器的功能分別是什么

運(yùn)算器的基本功能是完成對(duì)各種數(shù)據(jù)的加工處理，例如算術(shù)四則運(yùn)算，與、或、求反等邏輯運(yùn)算，算術(shù)和邏輯移位操作，比較數(shù)值，變更符號(hào)，計(jì)算主存地址等?？刂破鞯幕竟δ埽海?）數(shù)據(jù)緩沖：由于I/O設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設(shè)置一緩沖器。（2）差錯(cuò)控制：設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。（3）數(shù)據(jù)交換：這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。（4）狀態(tài)說(shuō)明：標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。（5）接收和識(shí)別命令：CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。（6）地址識(shí)別：就像內(nèi)存中的每一個(gè)單元都有一個(gè)地址一樣，系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址。介紹：1. 運(yùn)算器：arithmetic unit，計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算操作的部件。運(yùn)算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱(chēng)算術(shù)邏輯部件（ALU）。2. 控制器（英文名稱(chēng)：controller）是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。

運(yùn)算器的基本功能是完成對(duì)各種數(shù)據(jù)的加工處理，例如算術(shù)四則運(yùn)算，與、或、求反等邏輯運(yùn)算，算術(shù)和邏輯移位操作，比較數(shù)值，變更符號(hào)，計(jì)算主存地址等。控制器的基本功能：1、數(shù)據(jù)緩沖：由于I/O設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設(shè)置一緩沖器。在輸出時(shí)，用此緩沖器暫存由主機(jī)高速傳來(lái)的數(shù)據(jù)，然后才以I/O設(shè)備所具有的速率將緩沖器中的數(shù)據(jù)傳送給I/O設(shè)備；在輸入時(shí)，緩沖器則用于暫存從I/O設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)，待接收到一批數(shù)據(jù)后，再將緩沖器中的數(shù)據(jù)高速地傳送給主機(jī)。2、差錯(cuò)控制：設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位，并向 CPU報(bào)告，于是CPU將該次傳送來(lái)的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。3、數(shù)據(jù)交換：這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于前者，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設(shè)備。為此，在控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器。4、狀態(tài)說(shuō)明：標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)，CPU才能啟動(dòng)控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來(lái)反映設(shè)備的某一種狀態(tài)。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。5、接收和識(shí)別命令：CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。為此，在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如，磁盤(pán)控制器可以接收CPU發(fā)來(lái)的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應(yīng)地，在磁盤(pán)控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等。6、地址識(shí)別：就像內(nèi)存中的每一個(gè)單元都有一個(gè)地址一樣，系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址。此外，為使CPU能向(或從)寄存器中寫(xiě)入(或讀出)數(shù)據(jù)，這些寄存器都應(yīng)具有唯一的地址。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)算器的操作和操作種類(lèi)由控制器決定。運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)器；處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲(chǔ)器，或暫時(shí)寄存在運(yùn)算器中。與Control Unit共同組成了CPU的核心部分。控制器（controller）是機(jī)器的核心。標(biāo)準(zhǔn)定義為：按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。電力是其應(yīng)用的一級(jí)學(xué)科，配電與用電為二級(jí)學(xué)科。

一、CPU的內(nèi)核從結(jié)構(gòu)上講CPU內(nèi)核分為兩部分：運(yùn)算器和控制器。（一）運(yùn)算器 1、算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU（Arithmetic and Logic Unit） ALU主要完成對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算（加減乘除）、邏輯運(yùn)算（與或非異或）以及移位操作。在某些CPU中還有專(zhuān)門(mén)用于處理移位操作的移位器。通常ALU由兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。整數(shù)單元有時(shí)也稱(chēng)為IEU（Integer Execution Unit）。我們通常所說(shuō)的“CPU是XX位的”就是指ALU所能處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)。 2、浮點(diǎn)運(yùn)算單元FPU（Floating Point Unit） FPU主要負(fù)責(zé)浮點(diǎn)運(yùn)算和高精度整數(shù)運(yùn)算。有些FPU還具有向量運(yùn)算的功能，另外一些則有專(zhuān)門(mén)的向量處理單元。 3、通用寄存器組通用寄存器組是一組最快的存儲(chǔ)器，用來(lái)保存參加運(yùn)算的操作數(shù)和中間結(jié)果。對(duì)于x86指令集只支持8個(gè)通用寄存器的缺點(diǎn)，Intel最新CPU采用了一種叫做“寄存器重命名”的技術(shù)，這種技術(shù)使x86CPU的寄存器可以突破8個(gè)的限制，達(dá)到32個(gè)甚至更多。 4、專(zhuān)用寄存器專(zhuān)用寄存器通常是一些狀態(tài)寄存器，不能通過(guò)程序改變，由CPU自己控制，表明某種狀態(tài)。（二）控制器運(yùn)算器只能完成運(yùn)算，而控制器用于控制著整個(gè)CPU的工作。 1、指令控制器指令控制器是控制器中相當(dāng)重要的部分，它要完成取指令、分析指令等操作，然后交給執(zhí)行單元（ALU或FPU）來(lái)執(zhí)行，同時(shí)還要形成下一條指令的地址。 2、時(shí)序控制器時(shí)序控制器的作用是為每條指令按時(shí)間順序提供控制信號(hào)。時(shí)序控制器包括時(shí)鐘發(fā)生器和倍頻定義單元，其中時(shí)鐘發(fā)生器由石英晶體振蕩器發(fā)出非常穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，就是CPU的主頻；而倍頻定義單元?jiǎng)t定義了CPU主頻是存儲(chǔ)器頻率（總線頻率）的幾倍。 3、總線控制器總線控制器主要用于控制CPU的內(nèi)外部總線，包括地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等等。 4、中斷控制器中斷控制器用于控制各種各樣的中斷請(qǐng)求，并根據(jù)優(yōu)先級(jí)的高低對(duì)中斷請(qǐng)求進(jìn)行排隊(duì)，逐個(gè)交給CPU處理。二、CPU的外核 1、解碼器（Decode Unit）這是x86CPU特有的設(shè)備，它的作用是把長(zhǎng)度不定的x86指令轉(zhuǎn)換為長(zhǎng)度固定的指令，并交由內(nèi)核處理。解碼分為硬件解碼和微解碼，對(duì)于簡(jiǎn)單的x86指令只要硬件解碼即可，速度較快，而遇到復(fù)雜的x86指令則需要進(jìn)行微解碼，并把它分成若干條簡(jiǎn)單指令，速度較慢且很復(fù)雜。好在這些復(fù)雜指令很少會(huì)用到。 2、一級(jí)緩存和二級(jí)緩存（Cache）一級(jí)緩存和二級(jí)緩存是為了緩解較快的CPU與較慢的存儲(chǔ)器之間的矛盾而產(chǎn)生的，以及緩存通常集成在CPU內(nèi)核，而二級(jí)緩存則是以O(shè)nDie或OnBoard的方式以較快于存儲(chǔ)器的速度運(yùn)行。對(duì)于一些大數(shù)據(jù)交換量的工作，CPU的Cache顯得尤為重要。三、指令系統(tǒng) 要講CPU，還要了解一下指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)指的是一個(gè)CPU所能夠處理的全部指令的集合，是一個(gè)CPU的根本屬性，因?yàn)橹噶钕到y(tǒng)決定了一個(gè)CPU能夠運(yùn)行什么樣的程序。我們常說(shuō)的CPU都是X86系列及兼容CPU ，所謂X86指令集是美國(guó)Intel公司為其第一塊16位CPU（i8086）專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的，雖然隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，Intel陸續(xù)研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium4系列，但為了保證電腦能繼續(xù)運(yùn)行以往開(kāi)發(fā)的各類(lèi)應(yīng)用程序以保護(hù)和繼承豐富的軟件資源（如Windows系列），Intel公司所生產(chǎn)的所有CPU仍然繼續(xù)使用X86指令集。另外除Intel 公司之外，AMD和Cyrix等廠家也相繼生產(chǎn)出能使用X86指令集的CPU，由于這些CPU能運(yùn)行所有的為Intel CPU所開(kāi)發(fā)的各種軟件，所以電腦業(yè)內(nèi)人士就將這些CPU列為Intel的CPU兼容產(chǎn)品。四、CPU主要技術(shù)淺析 1、流水線技術(shù) 流水線(pipeline)是 InteI首次在486芯片中開(kāi)始使用的。流水線的工作方式就象工業(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線。在CPU中由5~6個(gè)不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然后將一條X86指令分成5~6步后再由這些電路單元分別執(zhí)行，這樣就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)CPU時(shí)鐘周期完成一條指令，從而提高了CPU的運(yùn)算速度。 2、超流水線和超標(biāo)量技術(shù) 超流水線是指某些CPU內(nèi)部的流水線超過(guò)通常的5~6步以上，例如Intel Pentium 4的流水線就長(zhǎng)達(dá)20步。將流水線設(shè)計(jì)的步(級(jí))數(shù)越多，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應(yīng)工作主頻更高的CPU。超標(biāo)量(supe rscalar)是指在 CPU中有一條以上的流水線，并且每時(shí)鐘周期內(nèi)可以完成一條以上的指令，這種設(shè)計(jì)就叫超標(biāo)量技術(shù)。 3、亂序執(zhí)行技術(shù) 亂序執(zhí)行(out-of-orderexecution)是指CPU采用了允許將多條指令不按程序規(guī)定的順序分開(kāi)發(fā)送給各相應(yīng)電路單元處理的技術(shù)。比方說(shuō)程序某一段有7條指令，此時(shí)CPU將根據(jù)各單元電路的空鬧狀態(tài)和各指令能否提前執(zhí)行的具體情況分析后，將能提前執(zhí)行的指令立即發(fā)送給相應(yīng)電路執(zhí)行。當(dāng)然在各單元不按規(guī)定順序執(zhí)行完指令后還必須由相應(yīng)電路再將運(yùn)算結(jié)果重新按原來(lái)程序指定的指令順序排列后才能返回程序。這種將各條指令不按順序拆散后執(zhí)行的運(yùn)行方式就叫亂序執(zhí)行(也有叫錯(cuò)序執(zhí)行)技術(shù)。采用亂序執(zhí)行技術(shù)的目的是為了使CPU內(nèi)部電路滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)并相應(yīng)提高了CP U的運(yùn)行程序的速度。 4、分技預(yù)溯和推測(cè)執(zhí)行技術(shù) 分枝預(yù)測(cè)(branch prediction)和推測(cè)執(zhí)行(speculatlon execution) 是CPU動(dòng)態(tài)執(zhí)行技術(shù)中的主要內(nèi)容，動(dòng)態(tài)執(zhí)行是目前CPU主要采用的先進(jìn)技術(shù)之一。采用分枝預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)執(zhí)行的主要目的是為了提高CPU的運(yùn)算速度。推測(cè)執(zhí)行是依托于分枝預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上的，在分枝預(yù)測(cè)程序是否分枝后所進(jìn)行的處理也就是推測(cè)執(zhí)行. 5、指令特殊擴(kuò)展技術(shù) 自最簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)開(kāi)始，指令序列便能取得運(yùn)算對(duì)象，并對(duì)它們執(zhí)行計(jì)算。對(duì)大多數(shù)計(jì)算機(jī)而言，這些指令同時(shí)只能執(zhí)行一次計(jì)算。如需完成一些并行操作，就要連續(xù)執(zhí)行多次計(jì)算。此類(lèi)計(jì)算機(jī)采用的是“單指令單數(shù)據(jù)”（SISD）處理器。在介紹CPU性能中還經(jīng)常提到“擴(kuò)展指令”或“特殊擴(kuò)展”一說(shuō)，這都是指該CPU是否具有對(duì)X86指令集進(jìn)行指令擴(kuò)展而言。擴(kuò)展指令中最早出現(xiàn)的是InteI公司的“MMX”，然后是Pentium III中的“SSE”，以及現(xiàn)在Pentium 4中的SSE2指令集。五、CPU的構(gòu)架和封裝方式（一） CPU的構(gòu)架 CPU架構(gòu)是按CPU的安裝插座類(lèi)型和規(guī)格確定的。目前常用的CPU按其安裝插座規(guī)范可分為Socket x和Slot x兩大架構(gòu)。以Intel處理器為例，Socket 架構(gòu)的CPU中分為Socket 370、Socket 423和Socket 478三種，分別對(duì)應(yīng)Intel PIII／Celeron處理器、P4 Socket 423處理器和P4 Socket 478處理器。Slot x架構(gòu)的CPU中可分為Slot 1、Slot 2兩種，分別使用對(duì)應(yīng)規(guī)格的Slot槽進(jìn)行安裝。其中Slot 1是早期Intel PII、PIII和Celeron處理器采取的構(gòu)架方式，Slot 2是尺寸較大的插槽，專(zhuān)門(mén)用于安裝PⅡ和P Ⅲ序列中的Xeon。Xeon是一種專(zhuān)用于工作組服務(wù)器上的CPU。（二） CPU的封裝方式所謂封裝是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，通過(guò)芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過(guò)印刷電路板上的插槽與其他器件相連接。它起著安裝、固定、密封、保護(hù)芯片及增強(qiáng)電熱性能等方面的作用。 CPU的封裝方式取決于CPU安裝形式，通常采用Socket插座安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)的形式進(jìn)行封裝，而采用Slot X槽安裝的CPU則全部采用SEC(單邊接插盒)的形式進(jìn)行封裝。 1. PGA(Pin Grid Arrax)引腳網(wǎng)格陣列封裝目前CPU的封裝方式基本上是采用PGA封裝，在芯片下方圍著多層方陣形的插針，每個(gè)方陣形插針是沿芯片的四周，間隔一定距離進(jìn)行排列的。它的引腳看上去呈針狀，是用插件的方式和電路板相結(jié)合。安裝時(shí)，將芯片插入專(zhuān)門(mén)的PGA插座。PGA封裝具有插拔操作更方便，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是耗電量較大。PGA也衍生出多種封裝方式，最早的PGA封裝適用于Intel Pentium、Intel Pentium PRO和Cxrix/IBM 6x86處理器； CPGA(Ceramic Pin Grid Arrax，陶瓷針形柵格陣列)封裝，適用于Intel Pentium MMX、AMD K6、AMD K6－2、AMD K6 Ⅲ、VIA Cxrix Ⅲ處理器；PPGA(Plastic Pin Grid Arrax，塑料針狀矩陣)封裝，適用于Intel Celeron處理器(Socket 370)；FC－PGA(Flip Chip Pin Grid Arrax，反轉(zhuǎn)芯片針腳柵格陣列)封裝，適用于Coppermine系列Pentium Ⅲ、Celeron Ⅱ和Pentium4處理器。 2. SEC(單邊接插卡盒)封裝 Slot X架構(gòu)的CPU不再用陶瓷封裝，而是采用了一塊帶金屬外殼的印刷電路板，該印刷電路板集成了處理器部件。SEC卡的塑料封裝外殼稱(chēng)為SEC(Single Edgecontact Cartridge)單邊接插卡盒。這種SEC卡設(shè)計(jì)是插到Slot X(尺寸大約相當(dāng)于一個(gè)ISA插槽那么大)插槽中。所有的Slot X主板都有一個(gè)由兩個(gè)塑料支架組成的固定機(jī)構(gòu)，一個(gè)SEC卡可以從兩個(gè)塑料支架之間插入Slot X槽中。其中，Intel Celeron處理器(Slot 1)是采用(SEPP)單邊處理器封裝；Intel的PentiumⅡ是采用SECC(Single Edge Contact Connector，單邊接觸連接)的封裝；Intel的PentiumⅢ是采用SECC2封裝