强奸久久久久久久|草草浮力在线影院|手机成人无码av|亚洲精品狼友视频|国产国模精品一区|久久成人中文字幕|超碰在线视屏免费|玖玖欧洲一区二区|欧美精品无码一区|日韩无遮一区二区

首頁 > 資訊 > 經(jīng)驗 > cpu工作原理，計算機CPU的工作原理是什么

cpu工作原理，計算機CPU的工作原理是什么

來源：整理 時間：2023-09-01 00:24:56 編輯：智能門戶 手機版

本文目錄一覽

1，計算機CPU的工作原理是什么

由晶體管組成的CPU是作為處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結(jié)束。

計算機CPU的工作原理是什么

2，CPU的工作原理是什么

CPU的工作原理 一個工廠對產(chǎn)品的加工過程： 進入工廠的原料（程序指令），結(jié)過物資分配部門（控制單元）的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線（邏輯運算單元），生產(chǎn)出的成品（處理后的數(shù)據(jù)）后，再存儲在倉庫（存儲單元）中，最后等著拿到市場上去賣（交由應(yīng)用程序使用）。 從控制單元開始，CPU就開始了正式工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作結(jié)束。首先，指令指針會通知CPU，將要執(zhí)行的指令放置在內(nèi)存中的存儲位置。因為內(nèi)存中的每個存儲單元都有編號（稱為地址），可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出，通過地址總線送到控制單元中，指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式，然后決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術(shù)邏輯單元（ALU）什么時候計算，告訴指令讀取器什么時候取數(shù)值，告訴指令譯碼器什么時候翻譯指令等等。

CPU的工作原理是什么

3，CPU的工作原理

從存儲器上經(jīng)過總線讀取數(shù)據(jù)，然后運算處理，然后將結(jié)果返回到總線，經(jīng)總線，進入存儲器或者顯示設(shè)備。
cpu就是電腦的中樞，也稱中央處理器............. CPU的工作原理其實很簡單,它的內(nèi)部元件主要包括：控制單元，邏輯單元，存儲單元三大部分。指令由控制單元分配到邏輯運算單元，經(jīng)過加工處理后，再送到存儲單元里等待應(yīng)用程序的使用。 你可以參考以下資料： http://www.elecfans.com/article/88/171/2008/200801157254.html 這里有比較詳盡的分析和說明
CPU工作原理 一·CPU的基本概念及組成 CPU（Central Processing Unit 中央處理器） 世界上第一臺PC機中的CPU－i8086是美國IBM公司1981年推出的· 其執(zhí)行指令為X86指令集·同時為提高浮點運算能力，增加X87指令集，以后的X86及X87統(tǒng)稱為X86指令集·該指令集一直沿用到現(xiàn)在的PIIICPU· CPU主要包含運算器及控制器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為控制單元，邏輯單元和存儲單元·運算器主要完成各種算數(shù)（加，減，乘，除）和邏輯運算（邏輯加，邏輯減和非運算）·控制器不具有運算功能，它只是讀取各種指令，并對指令分析，作出相應(yīng)的控制· 二·CPU的主要參數(shù) 1·位，字節(jié)和字長 通常我們提到的16位，32位機是指CPU可以同時處理16位，32位的二進制數(shù)據(jù)·CPU按照其處理信息的字長可分為8位微處理器，16位微處理器 32位微處理器及64位微處理器· 位：在數(shù)字電路中和電腦技術(shù)中采用二進制，代碼只有“0“和“1“，“0“和“1“在CPU中都是一“位“· 字節(jié)和字長：CPU在單位時間內(nèi)（同一時間）能處理的二進制數(shù)的位數(shù)叫字長·一個字節(jié)等于八位（1byte=8bit）·如32位的CPU能在單位時間內(nèi)同時處理字長為32位的二進制·通常8位稱一個字節(jié)·32位的CPU一次只能同時處理4個字節(jié)· 2·CPU的外頻 CPU的外頻是指CPU的總線頻率，是由主板提供的基準時鐘頻率·CPU的主頻是按CPU的外頻乘以倍頻系數(shù)而來的·CPU的外頻從過去的66MHZ發(fā)展到現(xiàn)在的100MHZ，133MHZ甚至200MHZ，隨著外頻的不斷提高，CPU與內(nèi)存數(shù)據(jù)之交換速度也隨之不斷提高· 3·前端總線（FSB－Front Site Bus） 前端總線的頻率就是CPU的總線頻率，內(nèi)存的總線頻率與前端總線頻率相同，也就是CPU與L2 CACHE及內(nèi)存之間交換數(shù)據(jù)的工作時鐘·數(shù)據(jù)傳輸最大帶寬取決于所同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位寬度和傳輸頻率，即數(shù)據(jù)帶寬＝（總線頻率＊數(shù)據(jù)寬度）／8·如前端總線的頻率為100MHZ，CPU的數(shù)據(jù)寬度為64位，則其數(shù)據(jù)帶寬＝（100＊64）／8＝800MHZ，目前AMD公司已經(jīng)推出前端總線頻率為200MHZ的K7CPU，但CPU內(nèi)核與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換時鐘仍然是100MHZ· 4·CPU的主頻 CPU主頻就是CPU的工作頻率，是CPU內(nèi)核（整數(shù)和浮點運算器）電路的實際運行的頻率·在486DX2 CPU之前，CPU的主頻與外頻相等，在486DX2 CPU開始，所有的CPU主頻等于外頻乘上倍頻系數(shù)· 5·L1和L2CACHE的容量和速度 L1和L2 CACHE的容量和工作速率起著決定性的作用·L2CACHE是從486時代開始的，目的是彌補L1CACHE（一級高速緩存）容量的不足，最大程度減少主內(nèi)存對CPU運行造成的延緩·PII的L1的容量為64K，L2的容量為256K或512K，K6III的L1CACHE為64K，L2的容量為256K，在板的L3CACHE高達2M·設(shè)在CPU芯片內(nèi)部L2CACHE運行速度與主頻相同，而采用PII方式安裝在CPU外部的L2CACHE運行頻率一般為主頻的二分之一，其效率要比芯片內(nèi)的L2CACHE要低· 6·CPU執(zhí)行指令步驟及其方式 1）·從RAM或CACHE中讀出指令（FETCH） 2）·將讀出的指令解成微指令（DECODE） 3）·將執(zhí)行指令所需的控制質(zhì)料讀出（FECCH OPERANDS） 4）·執(zhí)行解碼后的微指令（EXECUTE） 5）·執(zhí)行后的結(jié)果存回RAM中（WRITE BACK） CPU執(zhí)行指令方式可分為以下兩種： 1）·非管線處理方式（NO－PIPELINE） 必須等前一個指令的上述5個步驟完成后，才進入下一個指令· 2）·管線處理方式（PIPELINE） 可以在前一個指令進入第二個步驟同時，下一個指令便可進入第一個步驟· 7·CPU的指令集 1）MMX：多媒體指令集·其使用了SIMD（Single Instruction,Multiple Data） 技術(shù)，MMX增強多媒體信息處理，提高CPU處理3D圖形視頻和音頻能力·優(yōu)化整數(shù)運算，但沒有加強浮點運算·（共57條指令） 2）SSE：因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流單指令序列擴展（Internet Streaming SIMD Extensions 的縮寫·該指令增加了浮點預(yù)算能力，提高了內(nèi)存的使用效率，優(yōu)化了3D幾何運算及動畫處理，視頻編輯／壓縮／解壓（圖像DVD等）語音識別等功能·（70條指令） 3）3DNOW：AMD公司開發(fā)的多媒體擴展指令集，針對MMX指令集沒有加強浮點處理能力的弱點，重點提高了AMD公司K6系列CPU對3D圖像的處理能力，該指令主要是應(yīng)用于3D游戲·對其它商業(yè)圖形應(yīng)用處理支持不足
樓主可以去初學(xué)者之路學(xué)下知識 http://www.cxzzl.com.cn/cxzzlschool/index.asp?boardid=20

CPU的工作原理

4，CPU的內(nèi)部工作原理是啥樣的

1. CPU是在特別純凈的硅材料上制造的。 2. 一個CPU芯片包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的硅片上，用化學(xué)的方法蝕刻或光刻出晶體管。 3. 因此，從這個意義上說，CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關(guān)。 4. 是構(gòu)建CPU的基石，可以把一個晶體管當作一個電燈開關(guān)，它們有個操作位，分別代表兩種狀態(tài):ON(開)和OFF(關(guān))。 5. 這一開一關(guān)就相當于晶體管的連通與斷開，而這兩種狀態(tài)正好與二進制中的基礎(chǔ)狀態(tài)“0”和“1”對應(yīng)！這樣，計算機就具備了處理信息的能力。 6. 中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。
CPU的原始工作模式 在了解CPU工作原理之前，我們先簡單談?wù)凜PU是如何生產(chǎn)出來的。CPU是在特別純凈的硅材料上制造的。一個CPU芯片包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的硅片上，用化學(xué)的方法蝕刻或光刻出晶體管。因此，從這個意義上說，CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關(guān)，它們是構(gòu)建CPU的基石，你可以把一個晶體管當作一個電燈開關(guān)，它們有個操作位，分別代表兩種狀態(tài):ON(開)和OFF(關(guān))。這一開一關(guān)就相當于晶體管的連通與斷開，而這兩種狀態(tài)正好與二進制中的基礎(chǔ)狀態(tài)“0”和“1”對應(yīng)！這樣，計算機就具備了處理信息的能力。 但你不要以為，只有簡單的“0”和“1”兩種狀態(tài)的晶體管的原理很簡單，其實它們的發(fā)展是經(jīng)過科學(xué)家們多年的辛苦研究得來的。在晶體管之前，計算機依靠速度緩慢、低效率的真空電子管和機械開關(guān)來處理信息。后來，科研人員把兩個晶體管放置到一個硅晶體中，這樣便創(chuàng)作出第一個集成電路，再后來才有了微處理器。 看到這里，你一定想知道，晶體管是如何利用“0”和“1”這兩種電子信號來執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)的呢？其實，所有電子設(shè)備都有自己的電路和開關(guān)，電子在電路中流動或斷開，完全由開關(guān)來控制，如果你將開關(guān)設(shè)置為OFF，電子將停止流動，如果你再將其設(shè)置為ON，電子又會繼續(xù)流動。晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信號控制，我們可以將晶體管稱之為二進制設(shè)備。這樣，晶體管的ON狀態(tài)用“1”來表示，而OFF狀態(tài)則用“0”來表示，就可以組成最簡單的二進制數(shù)。眾多晶體管產(chǎn)生的多個“1”與“0”的特殊次序和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、數(shù)字、顏色和圖形。舉個例子，十進位中的1在二進位模式時也是“1”，2在二進位模式時是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此類推，這就組成了計算機工作采用的二進制語言和數(shù)據(jù)。成組的晶體管聯(lián)合起來可以存儲數(shù)值，也可以進行邏輯運算和數(shù)字運算。加上石英時鐘的控制，晶體管組就像一部復(fù)雜的機器那樣同步地執(zhí)行它們的功能。 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在我們已經(jīng)大概知道CPU是負責(zé)些什么事情，但是具體由哪些部件負責(zé)處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序呢？ 1.算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit) ALU是運算器的核心。它是以全加器為基礎(chǔ)，輔之以移位寄存器及相應(yīng)控制邏輯組合而成的電路，在控制信號的作用下可完成加、減、乘、除四則運算和各種邏輯運算。就像剛才提到的，這里就相當于工廠中的生產(chǎn)線，負責(zé)運算數(shù)據(jù)。 2.寄存器組 RS(Register Set或Registers) RS實質(zhì)上是CPU中暫時存放數(shù)據(jù)的地方，里面保存著那些等待處理的數(shù)據(jù)，或已經(jīng)處理過的數(shù)據(jù)，CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內(nèi)存的時間短。采用寄存器，可以減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)，從而提高了CPU的工作速度。但因為受到芯片面積和集成度所限，寄存器組的容量不可能很大。寄存器組可分為專用寄存器和通用寄存器。專用寄存器的作用是固定的，分別寄存相應(yīng)的數(shù)據(jù)。而通用寄存器用途廣泛并可由程序員規(guī)定其用途。通用寄存器的數(shù)目因微處理器而異。 3.控制單元(Control Unit) 正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。 4.總線(Bus) 就像工廠中各部位之間的聯(lián)系渠道，總線實際上是一組導(dǎo)線，是各種公共信號線的集合，用于作為電腦中所有各組成部分傳輸信息共同使用的“公路”。直接和CPU相連的總線可稱為局部總線。其中包括: 數(shù)據(jù)總線DB(Data Bus)、地址總線AB(Address Bus) 、控制總線CB(Control Bus)。其中，數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)信息；地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息；控制總線用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息等。 CPU的工作流程 由晶體管組成的CPU是作為處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結(jié)束。 數(shù)據(jù)與指令在CPU中的運行 剛才已經(jīng)為大家介紹了CPU的部件及基本原理情況，現(xiàn)在，我們來看看數(shù)據(jù)是怎樣在CPU中運行的。我們知道，數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備流經(jīng)內(nèi)存，等待CPU的處理，這些將要處理的信息是按字節(jié)存儲的，也就是以8位二進制數(shù)或8比特為1個單元存儲，這些信息可以是數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)可以是二進制表示的字符、數(shù)字或顏色等等。而指令告訴CPU對數(shù)據(jù)執(zhí)行哪些操作，比如完成加法、減法或移位運算。 我們假設(shè)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是最簡單的原始數(shù)據(jù)。首先，指令指針(Instruction Pointer)會通知CPU，將要執(zhí)行的指令放置在內(nèi)存中的存儲位置。因為內(nèi)存中的每個存儲單元都有編號(稱為地址)，可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出，通過地址總線送到控制單元中，指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式，然后決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術(shù)邏輯單元(ALU)什么時候計算，告訴指令讀取器什么時候獲取數(shù)值，告訴指令譯碼器什么時候翻譯指令等等。 假如數(shù)據(jù)被送往算術(shù)邏輯單元，數(shù)據(jù)將會執(zhí)行指令中規(guī)定的算術(shù)運算和其他各種運算。當數(shù)據(jù)處理完畢后，將回到寄存器中，通過不同的指令將數(shù)據(jù)繼續(xù)運行或者通過DB總線送到數(shù)據(jù)緩存器中。 基本上，CPU就是這樣去執(zhí)行讀出數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和往內(nèi)存寫數(shù)據(jù)3項基本工作。但在通常情況下，一條指令可以包含按明確順序執(zhí)行的許多操作，CPU的工作就是執(zhí)行這些指令，完成一條指令后，CPU的控制單元又將告訴指令讀取器從內(nèi)存中讀取下一條指令來執(zhí)行。這個過程不斷快速地重復(fù)，快速地執(zhí)行一條又一條指令，產(chǎn)生你在顯示器上所看到的結(jié)果。我們很容易想到，在處理這么多指令和數(shù)據(jù)的同時，由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時差和CPU處理時差，肯定會出現(xiàn)混亂處理的情況。為了保證每個操作準時發(fā)生，CPU需要一個時鐘，時鐘控制著CPU所執(zhí)行的每一個動作。時鐘就像一個節(jié)拍器，它不停地發(fā)出脈沖，決定CPU的步調(diào)和處理時間，這就是我們所熟悉的CPU的標稱速度，也稱為主頻。主頻數(shù)值越高，表明CPU的工作速度越快。 如何提高CPU工作效率 既然CPU的主要工作是執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)，那么工作效率將成為CPU的最主要內(nèi)容，因此，各CPU廠商也盡力使CPU處理數(shù)據(jù)的速度更快。 根據(jù)CPU的內(nèi)部運算結(jié)構(gòu)，一些制造廠商在CPU內(nèi)增加了另一個算術(shù)邏輯單元(ALU)，或者是另外再設(shè)置一個處理非常大和非常小的數(shù)據(jù)浮點運算單元(Floating Point Unit，F(xiàn)PU)，這樣就大大加快了數(shù)據(jù)運算的速度。 而在執(zhí)行效率方面，一些廠商通過流水線方式或以幾乎并行工作的方式執(zhí)行指令的方法來提高指令的執(zhí)行速度。剛才我們提到，指令的執(zhí)行需要許多獨立的操作，諸如取指令和譯碼等。最初CPU在執(zhí)行下一條指令之前必須全部執(zhí)行完上一條指令，而現(xiàn)在則由分布式的電路各自執(zhí)行操作。也就是說，當這部分的電路完成了一件工作后，第二件工作立即占據(jù)了該電路，這樣就大大增加了執(zhí)行方面的效率。 另外，為了讓指令與指令之間的連接更加準確，現(xiàn)在的CPU通常會采用多種預(yù)測方式來控制指令更高效率地執(zhí)行。

5，cpu的工作原理

原發(fā)布者:wryhgidjdgh看看CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)(尤其是超頻的朋友) 使用電腦人幾乎沒有人不知道CPU，每個人都能說出一些關(guān)于CPU的知識。那么你看到過CPU內(nèi)部是什么樣子的嗎？本文會用簡單的方式，可以讓各位一探CPU內(nèi)部秘密。第一部分：CPU的基本結(jié)構(gòu)：　　我們都知道CPU是什么樣子的，可是你知道CPU的內(nèi)部是什么樣子的嗎？我們來看下圖。 CPU一般包括三部分:基板、核心、針腳如圖，目前的CPU一般就是就是包括三個部分:基板、核心、針腳。其中基板一般為PCB，是核心和針腳的載體。核心和針腳，都是通過基板來固定的，基板將核心和針腳連成一個整體。核心，內(nèi)部是眾多的晶體管構(gòu)成的電路。如上圖，在我們的核心放大圖片中，可以看到不同的顏色的部分，同一個顏色代表的是為實現(xiàn)一種功能而設(shè)計的一類硬件單元，這個硬件單元是由大量的晶體管構(gòu)成的。不同的顏色代表不同的硬件單元。需要注意的是，在實際的芯片中，并沒有顏色的區(qū)分，這里只是為了直觀，我們才用不同的顏色代表不同的硬件單元。第二部分，認識CPU核心的基本單位——晶體管：　　我們常說到的AMD主流的CPU早期的Palomino核心和Thoroughbred-B核心采用了3750萬晶體管，Barton核心采用了5400萬晶體管，Opteron核心采用了1.06億晶體管；INTEL的P4的Northwood核心采用了5500萬晶體管，Prescott核心采用了1.25億晶體管等等，其實指的就是構(gòu)成CPU核心的最基本的單位——晶體管的數(shù)目。如此龐大數(shù)目的晶體管，是什么樣子的，是如何工作的呢
CPU是CentralProcessingUnit的縮寫，是中央處理器的意思。我們經(jīng)常聽人談到的486,Pentium就是CPU。CPU是一個電子元件，其規(guī)格就標注在元件上或元件的包裝盒上，如i80486DX2-66這行編號就代表了這顆處理器是Intel公司制造的486等級的CPU，它的最高工作頻率是66Mhz；又如K6-200的CPU，代表了這顆是AMD公司制造的586MMX級的CPU，它的最高工作頻率是200Mhz。CPU的工作原理其實很簡單,它的內(nèi)部元件主要包括：控制單元，邏輯單元，存儲單元三大部分。指令由控制單元分配到邏輯運算單元，經(jīng)過加工處理后，再送到存儲單元里等待應(yīng)用程序的使用
CPU的工作原理就是：1、取指令：CPU的控制器從內(nèi)存讀取一條指令并放入指令寄存器。指令的格式一般是這個樣子滴：操作碼就是匯編語言里的mov，add，jmp等符號碼；操作數(shù)地址說明該指令需要的操作數(shù)所在的地方，是在內(nèi)存里還是在CPU的內(nèi)部寄存器里。2、指令譯碼（解碼）：指令寄存器中的指令經(jīng)過譯碼，決定該指令應(yīng)進行何種操作（就是指令里的操作碼）、操作數(shù)在哪里（操作數(shù)的地址）。3、執(zhí)行指令（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。4、 修改指令計數(shù)器，決定下一條指令的地址。擴展資料CPU主要功能：1、處理指令英文Processing instructions；這是指控制程序中指令的執(zhí)行順序。程序中的各指令之間是有嚴格順序的，必須嚴格按程序規(guī)定的順序執(zhí)行，才能保證計算機系統(tǒng)工作的正確性。2、執(zhí)行操作英文Perform an action；一條指令的功能往往是由計算機中的部件執(zhí)行一系列的操作來實現(xiàn)的。CPU要根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，發(fā)給相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。3、控制時間英文Control time；時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執(zhí)行過程中，在什么時間做什么操作均應(yīng)受到嚴格的控制。只有這樣，計算機才能有條不紊地工作。4、處理數(shù)據(jù)即對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算，或進行其他的信息處理。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)， 并執(zhí)行指令。在微型計算機中又稱微處理器，計算機的所有操作都受CPU控制，CPU的性能指標直接決定了微機系統(tǒng)的性能指標。CPU具有以下4個方面的基本功能：數(shù)據(jù)通信，資源共享，分布式處理，提供系統(tǒng)可靠性。運作原理可基本分為四個階段：提取（Fetch）、解碼（Decode）、執(zhí)行（Execute）和寫回（Writeback）。1971年。世界上第一塊微處理器4004在Intel公司誕生了。它出現(xiàn)的意義是劃時代的，比起以前的CPU，4004顯得很可憐，它只有2300個晶體管，功能相當有限，而且速度還很慢。進入新世紀以來，CPU進入了更高速發(fā)展的時代，以往可望而不可及的1Ghz大關(guān)被輕松突破了，在市場分布方面，仍然是Intel跟AMD公司在 兩雄爭霸，它們分別推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium III和Celeron,Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等處理器，競爭日益激烈。參考資料來源：搜狗百科--CPU
CPU從內(nèi)存中接收數(shù)據(jù)和指令,并處理這些指令,將處理結(jié)果再送回內(nèi)存中結(jié)果可以顯示和儲存起來，周而復(fù)始，一直這樣執(zhí)行下去，天荒地老，?？葜€，直到停電。CPU內(nèi)部的工作過程為：控制器-運算器-累加器-儲存器-寄存器-累加器。工作原理具體為：1、取指令：CPU的控制器從內(nèi)存讀取一條指令并放入指令寄存器。指令的格式一般是這個樣子滴：操作碼就是匯編語言里的mov，add，jmp等符號碼；操作數(shù)地址說明該指令需要的操作數(shù)所在的地方，是在內(nèi)存里還是在CPU的內(nèi)部寄存器里。2、指令譯碼：指令寄存器中的指令經(jīng)過譯碼，決定該指令應(yīng)進行何種操作（就是指令里的操作碼）、操作數(shù)在哪里（操作數(shù)的地址）。3、 執(zhí)行指令，分兩個階段“取操作數(shù)”和“進行運算”。4、 修改指令計數(shù)器，決定下一條指令的地址。拓展資料：中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。中央處理器主要包括運算器（算術(shù)邏輯運算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲器（Cache）及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)（Data）、控制及狀態(tài)的總線（Bus）。它與內(nèi)部存儲器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備合稱為電子計算機三大核心部件。資料來源：百度百科-CPU
CPU的原始工作模式在了解CPU工作原理之前，我們先簡單談?wù)凜PU是如何生產(chǎn)出來的。CPU是在特別純凈的硅材料上制造的。一個CPU芯片包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的硅片上，用化學(xué)的方法蝕刻或光刻出晶體管。因此，從這個意義上說，CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關(guān)，它們是構(gòu)建CPU的基石，你可以把一個晶體管當作一個電燈開關(guān)，它們有個操作位，分別代表兩種狀態(tài):ON(開)和OFF(關(guān))。這一開一關(guān)就相當于晶體管的連通與斷開，而這兩種狀態(tài)正好與二進制中的基礎(chǔ)狀態(tài)“0”和“1”對應(yīng)！這樣，計算機就具備了處理信息的能力。但你不要以為，只有簡單的“0”和“1”兩種狀態(tài)的晶體管的原理很簡單，其實它們的發(fā)展是經(jīng)過科學(xué)家們多年的辛苦研究得來的。在晶體管之前，計算機依靠速度緩慢、低效率的真空電子管和機械開關(guān)來處理信息。后來，科研人員把兩個晶體管放置到一個硅晶體中，這樣便創(chuàng)作出第一個集成電路，再后來才有了微處理器?？吹竭@里，你一定想知道，晶體管是如何利用“0”和“1”這兩種電子信號來執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)的呢？其實，所有電子設(shè)備都有自己的電路和開關(guān)，電子在電路中流動或斷開，完全由開關(guān)來控制，如果你將開關(guān)設(shè)置為OFF，電子將停止流動，如果你再將其設(shè)置為ON，電子又會繼續(xù)流動。晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信號控制，我們可以將晶體管稱之為二進制設(shè)備。這樣，晶體管的ON狀態(tài)用“1”來表示，而OFF狀態(tài)則用“0”來表示，就可以組成最簡單的二進制數(shù)。眾多晶體管產(chǎn)生的多個“1”與“0”的特殊次序和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、數(shù)字、顏色和圖形。舉個例子，十進位中的1在二進位模式時也是“1”，2在二進位模式時是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此類推，這就組成了計算機工作采用的二進制語言和數(shù)據(jù)。成組的晶體管聯(lián)合起來可以存儲數(shù)值，也可以進行邏輯運算和數(shù)字運算。加上石英時鐘的控制，晶體管組就像一部復(fù)雜的機器那樣同步地執(zhí)行它們的功能。CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)現(xiàn)在我們已經(jīng)大概知道CPU是負責(zé)些什么事情，但是具體由哪些部件負責(zé)處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序呢？1.算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit)ALU是運算器的核心。它是以全加器為基礎(chǔ)，輔之以移位寄存器及相應(yīng)控制邏輯組合而成的電路，在控制信號的作用下可完成加、減、乘、除四則運算和各種邏輯運算。就像剛才提到的，這里就相當于工廠中的生產(chǎn)線，負責(zé)運算數(shù)據(jù)。2.寄存器組 RS(Register Set或Registers)RS實質(zhì)上是CPU中暫時存放數(shù)據(jù)的地方，里面保存著那些等待處理的數(shù)據(jù)，或已經(jīng)處理過的數(shù)據(jù)，CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內(nèi)存的時間短。采用寄存器，可以減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)，從而提高了CPU的工作速度。但因為受到芯片面積和集成度所限，寄存器組的容量不可能很大。寄存器組可分為專用寄存器和通用寄存器。專用寄存器的作用是固定的，分別寄存相應(yīng)的數(shù)據(jù)。而通用寄存器用途廣泛并可由程序員規(guī)定其用途。通用寄存器的數(shù)目因微處理器而異。3.控制單元(Control Unit)正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。4.總線(Bus)就像工廠中各部位之間的聯(lián)系渠道，總線實際上是一組導(dǎo)線，是各種公共信號線的集合，用于作為電腦中所有各組成部分傳輸信息共同使用的“公路”。直接和CPU相連的總線可稱為局部總線。其中包括: 數(shù)據(jù)總線DB(Data Bus)、地址總線AB(Address Bus) 、控制總線CB(Control Bus)。其中，數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)信息；地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息；控制總線用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息等。CPU的工作流程由晶體管組成的CPU是作為處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結(jié)束。數(shù)據(jù)與指令在CPU中的運行剛才已經(jīng)為大家介紹了CPU的部件及基本原理情況，現(xiàn)在，我們來看看數(shù)據(jù)是怎樣在CPU中運行的。我們知道，數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備流經(jīng)內(nèi)存，等待CPU的處理，這些將要處理的信息是按字節(jié)存儲的，也就是以8位二進制數(shù)或8比特為1個單元存儲，這些信息可以是數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)可以是二進制表示的字符、數(shù)字或顏色等等。而指令告訴CPU對數(shù)據(jù)執(zhí)行哪些操作，比如完成加法、減法或移位運算。我們假設(shè)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是最簡單的原始數(shù)據(jù)。首先，指令指針(Instruction Pointer)會通知CPU，將要執(zhí)行的指令放置在內(nèi)存中的存儲位置。因為內(nèi)存中的每個存儲單元都有編號(稱為地址)，可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出，通過地址總線送到控制單元中，指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式，然后決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術(shù)邏輯單元(ALU)什么時候計算，告訴指令讀取器什么時候獲取數(shù)值，告訴指令譯碼器什么時候翻譯指令等等。假如數(shù)據(jù)被送往算術(shù)邏輯單元，數(shù)據(jù)將會執(zhí)行指令中規(guī)定的算術(shù)運算和其他各種運算。當數(shù)據(jù)處理完畢后，將回到寄存器中，通過不同的指令將數(shù)據(jù)繼續(xù)運行或者通過DB總線送到數(shù)據(jù)緩存器中?；旧?，CPU就是這樣去執(zhí)行讀出數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和往內(nèi)存寫數(shù)據(jù)3項基本工作。但在通常情況下，一條指令可以包含按明確順序執(zhí)行的許多操作，CPU的工作就是執(zhí)行這些指令，完成一條指令后，CPU的控制單元又將告訴指令讀取器從內(nèi)存中讀取下一條指令來執(zhí)行。這個過程不斷快速地重復(fù)，快速地執(zhí)行一條又一條指令，產(chǎn)生你在顯示器上所看到的結(jié)果。我們很容易想到，在處理這么多指令和數(shù)據(jù)的同時，由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時差和CPU處理時差，肯定會出現(xiàn)混亂處理的情況。為了保證每個操作準時發(fā)生，CPU需要一個時鐘，時鐘控制著CPU所執(zhí)行的每一個動作。時鐘就像一個節(jié)拍器，它不停地發(fā)出脈沖，決定CPU的步調(diào)和處理時間，這就是我們所熟悉的CPU的標稱速度，也稱為主頻。主頻數(shù)值越高，表明CPU的工作速度越快。如何提高CPU工作效率既然CPU的主要工作是執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)，那么工作效率將成為CPU的最主要內(nèi)容，因此，各CPU廠商也盡力使CPU處理數(shù)據(jù)的速度更快。根據(jù)CPU的內(nèi)部運算結(jié)構(gòu)，一些制造廠商在CPU內(nèi)增加了另一個算術(shù)邏輯單元(ALU)，或者是另外再設(shè)置一個處理非常大和非常小的數(shù)據(jù)浮點運算單元(Floating Point Unit，F(xiàn)PU)，這樣就大大加快了數(shù)據(jù)運算的速度。而在執(zhí)行效率方面，一些廠商通過流水線方式或以幾乎并行工作的方式執(zhí)行指令的方法來提高指令的執(zhí)行速度。剛才我們提到，指令的執(zhí)行需要許多獨立的操作，諸如取指令和譯碼等。最初CPU在執(zhí)行下一條指令之前必須全部執(zhí)行完上一條指令，而現(xiàn)在則由分布式的電路各自執(zhí)行操作。也就是說，當這部分的電路完成了一件工作后，第二件工作立即占據(jù)了該電路，這樣就大大增加了執(zhí)行方面的效率。另外，為了讓指令與指令之間的連接更加準確，現(xiàn)在的CPU通常會采用多種預(yù)測方式來控制指令更高效率地執(zhí)行。資料來自硅谷動力

6，電腦CPU的工作原理

CPU的工作分為 5 個階段：取指令階段、指令譯碼階段、執(zhí)行指令階段、訪存取數(shù)和結(jié)果寫回。1、取指令（IF，instruction fetch），即將一條指令從主存儲器中取到指令寄存器的過程。2、指令譯碼階段（ID，instruction decode），取出指令后，指令譯碼器按照預(yù)定的指令格式，對取回的指令進行拆分和解釋，識別區(qū)分出不同的指令類 別以及各種獲取操作數(shù)的方法。3、執(zhí)行指令階段（EX，execute），具體實現(xiàn)指令的功能。CPU的不同部分被連接起來，以執(zhí)行所需的操作。4、訪存取數(shù)階段（MEM，memory），根據(jù)指令需要訪問主存、讀取操作數(shù)，CPU得到操作數(shù)在主存中的地址，并從主存中讀取該操作數(shù)用于運算。5、結(jié)果寫回階段（WB，write back），作為最后一個階段，結(jié)果寫回階段把執(zhí)行指令階段的運行結(jié)果數(shù)據(jù)“寫回”到某種存儲形式。擴展資料：CPU的根本任務(wù)就是執(zhí)行指令，對計算機來說最終都是一串由“0”和“1”組成的序列。CPU從邏輯上可以劃分成3個模塊，分別是控制單元、運算單元和存儲單元，這三部分由CPU內(nèi)部總線連接起來。1、控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要。2、運算單元，是運算器的核心。可以執(zhí)行算術(shù)運算（包括加減乘數(shù)等基本運算及其附加運算）和邏輯運算（包括移位、邏輯測試或兩個值比較）。3、存儲單元，包括CPU片內(nèi)緩存和寄存器組，是CPU中暫時存放數(shù)據(jù)的地方，里面保存著那些等待處理的數(shù)據(jù)，或已經(jīng)處理過的數(shù)據(jù)，CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內(nèi)存的時間短。參考資料來源：搜狗百科-處理器結(jié)構(gòu)參考資料來源：搜狗百科-中央處理器
cpu的工作原理解析 cpu的工作原理淺析www.newnext.cn 一個完整的微型計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。 計算機硬件是指組成一臺計算機的各種物理裝置, 它們是由各種實在的器件所組成，是計算機進行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。計算機硬件系統(tǒng)中最重要的組成部分是中央處理器(cpu ) 。 （一）cpu的基本概念和組成 中央處理器簡稱cpu(central processing unit),它是計算機系統(tǒng)的核心,主要包括運算器和控制器兩個部件。如果把計算機比作一個人，那么cpu就是心臟，其重要作用由此可見一斑。cpu的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部分，三個部分相互協(xié)調(diào)，便可以進行分析，判斷、運算并控制計算機各部分協(xié)調(diào)工作。 計算機發(fā)生的所有動作都是受cpu控制的。其中運算器主要完成各種算術(shù)運算(如加、減、乘、除)和邏輯運算( 如邏輯加、邏輯乘和非運算); 而控制器不具有運算功能,它只是讀取各種指令,并對指令進行分析,作出相應(yīng)的控制。通常,在cpu中還有若干個寄存器,它們可直接參與運算并存放運算的中間結(jié)果。 我們常說的cpu都是x86系列及兼容cpu ,所謂x86指令集是美國intel公司為其第一塊16位cp u（i8086）專門開發(fā)的，美國ibm公司1981年推出的世界第一臺pc機中的cpu— i8088（i8086 簡化版）使用的也是x86指令，同時電腦中為提高浮點數(shù)據(jù)處理能力而增加的x87芯片系列數(shù)學(xué)協(xié)處理器則另外使用x8 7指令，以后就將x86指令集和x87指令集統(tǒng)稱為x86指令集。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pentium ⅲ系列，但為了保證電腦能繼續(xù)運行以往開發(fā)的各類應(yīng)用程序以保護和繼承豐富的軟件資源，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能運行所有的為inte l cpu所開發(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。由于intel x8 6系列及其兼容cpu都使用x86指令集，就形成了今天龐大的x86系列及兼容cpu陣容。 （二）cpu主要技術(shù)參數(shù) cpu品質(zhì)的高低直接決定了一個計算機系統(tǒng)的檔次，而 cpu的主要技術(shù)特性可以反映出cpu的大致性能。 1、位、字節(jié)和字長 cpu可以同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)是其最重要的一個品質(zhì)標志。人們通常所說的16位機、32位機就是指該微機中的c pu可以同時處理16位、32位的二進制數(shù)據(jù)。早期有代表性的ibm pc/xt、ibm pc/at與 286機是16位機,386機和486機是32位機,586機則是64位的高檔微機。 cpu按照其處理信息的字長可以分為：八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等。 位：在數(shù)字電路和電腦技術(shù)中采用二進制，代碼只有“0”和“1”，其中無論是 “0”或是“1”在cpu中都是一“位”。 字節(jié)和字長：電腦技術(shù)中對cpu在單位時間內(nèi)(同一時間)能一次處理的二進制數(shù)的位數(shù)叫字長。所以能處理字長為8位數(shù)據(jù)的cpu通常就叫8位的cpu。同理32位的cpu就能在單位時間內(nèi)處理字長為32位的二進制數(shù)據(jù)。由于常用的英文字符用8位二進制就可以表示，所以通常就將8位稱為一個字節(jié)。字節(jié)的長度是不固定的，對于不同的cpu、字長的長度也不一樣。8位的cpu一次只能處理一個宇節(jié)，而32位的cpu一次就能處理4個宇節(jié)，同理字長為64位的 c pu一次可以處理8個字節(jié)。 2、cpu外頻 cpu外頻也就是常見特性表中所列的cpu總線頻率，是由主板為cpu提供的基準時鐘頻率，而cpu的工作主頻則按倍頻系數(shù)乘以外頻而來。在pentium時代， cpu的外頻一般是60／66mhz，從pentium ii 350開始，cpu外頻提高到1o0mhz。由于正常情況下cpu總線頻率和內(nèi)存總線頻率相同，所以當cpu外頻提高后，與內(nèi)存之間的交換速度也相應(yīng)得到了提高，對提高電腦整體運行速度影響較大。
cpu的工作原理解析 cpu的工作原理淺析www.newnext.cn 一個完整的微型計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。 計算機硬件是指組成一臺計算機的各種物理裝置, 它們是由各種實在的器件所組成，是計算機進行工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。計算機硬件系統(tǒng)中最重要的組成部分是中央處理器(cpu ) 。 （一）cpu的基本概念和組成 中央處理器簡稱cpu(central processing unit),它是計算機系統(tǒng)的核心,主要包括運算器和控制器兩個部件。如果把計算機比作一個人，那么cpu就是心臟，其重要作用由此可見一斑。cpu的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元、邏輯單元和存儲單元三大部分，三個部分相互協(xié)調(diào)，便可以進行分析，判斷、運算并控制計算機各部分協(xié)調(diào)工作。 計算機發(fā)生的所有動作都是受cpu控制的。其中運算器主要完成各種算術(shù)運算(如加、減、乘、除)和邏輯運算( 如邏輯加、邏輯乘和非運算); 而控制器不具有運算功能,它只是讀取各種指令,并對指令進行分析,作出相應(yīng)的控制。通常,在cpu中還有若干個寄存器,它們可直接參與運算并存放運算的中間結(jié)果。 我們常說的cpu都是x86系列及兼容cpu ,所謂x86指令集是美國intel公司為其第一塊16位cp u（i8086）專門開發(fā)的，美國ibm公司1981年推出的世界第一臺pc機中的cpu— i8088（i8086 簡化版）使用的也是x86指令，同時電腦中為提高浮點數(shù)據(jù)處理能力而增加的x87芯片系列數(shù)學(xué)協(xié)處理器則另外使用x8 7指令，以后就將x86指令集和x87指令集統(tǒng)稱為x86指令集。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pentium ⅲ系列，但為了保證電腦能繼續(xù)運行以往開發(fā)的各類應(yīng)用程序以保護和繼承豐富的軟件資源，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能運行所有的為inte l cpu所開發(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。由于intel x8 6系列及其兼容cpu都使用x86指令集，就形成了今天龐大的x86系列及兼容cpu陣容。 （二）cpu主要技術(shù)參數(shù) cpu品質(zhì)的高低直接決定了一個計算機系統(tǒng)的檔次，而 cpu的主要技術(shù)特性可以反映出cpu的大致性能。 1、位、字節(jié)和字長 cpu可以同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)是其最重要的一個品質(zhì)標志。人們通常所說的16位機、32位機就是指該微機中的c pu可以同時處理16位、32位的二進制數(shù)據(jù)。早期有代表性的ibm pc/xt、ibm pc/at與 286機是16位機,386機和486機是32位機,586機則是64位的高檔微機。 cpu按照其處理信息的字長可以分為：八位微處理器、十六位微處理器、三十二位微處理器以及六十四位微處理器等。 位：在數(shù)字電路和電腦技術(shù)中采用二進制，代碼只有“0”和“1”，其中無論是 “0”或是“1”在cpu中都是一“位”。 字節(jié)和字長：電腦技術(shù)中對cpu在單位時間內(nèi)(同一時間)能一次處理的二進制數(shù)的位數(shù)叫字長。所以能處理字長為8位數(shù)據(jù)的cpu通常就叫8位的cpu。同理32位的cpu就能在單位時間內(nèi)處理字長為32位的二進制數(shù)據(jù)。由于常用的英文字符用8位二進制就可以表示，所以通常就將8位稱為一個字節(jié)。字節(jié)的長度是不固定的，對于不同的cpu、字長的長度也不一樣。8位的cpu一次只能處理一個宇節(jié)，而32位的cpu一次就能處理4個宇節(jié)，同理字長為64位的 c pu一次可以處理8個字節(jié)。 2、cpu外頻 cpu外頻也就是常見特性表中所列的cpu總線頻率，是由主板為cpu提供的基準時鐘頻率，而cpu的工作主頻則按倍頻系數(shù)乘以外頻而來。在pentium時代， cpu的外頻一般是60／66mhz，從pentium ii 350開始，cpu外頻提高到1o0mhz。由于正常情況下cpu總線頻率和內(nèi)存總線頻率相同，所以當cpu外頻提高后，與內(nèi)存之間的交換速度也相應(yīng)得到了提高，對提高電腦整體運行速度影響較大。
CPU的工作流程 由晶體管組成的CPU是作為處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結(jié)束。 數(shù)據(jù)與指令在CPU中的運行 剛才已經(jīng)為大家介紹了CPU的部件及基本原理情況，現(xiàn)在，我們來看看數(shù)據(jù)是怎樣在CPU中運行的。我們知道，數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備流經(jīng)內(nèi)存，等待CPU的處理，這些將要處理的信息是按字節(jié)存儲的，也就是以8位二進制數(shù)或8比特為1個單元存儲，這些信息可以是數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)可以是二進制表示的字符、數(shù)字或顏色等等。而指令告訴CPU對數(shù)據(jù)執(zhí)行哪些操作，比如完成加法、減法或移位運算。 我們假設(shè)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是最簡單的原始數(shù)據(jù)。首先，指令指針(Instruction Pointer)會通知CPU，將要執(zhí)行的指令放置在內(nèi)存中的存儲位置。因為內(nèi)存中的每個存儲單元都有編號(稱為地址)，可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出，通過地址總線送到控制單元中，指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式，然后決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術(shù)邏輯單元(ALU)什么時候計算，告訴指令讀取器什么時候獲取數(shù)值，告訴指令譯碼器什么時候翻譯指令等等。 假如數(shù)據(jù)被送往算術(shù)邏輯單元，數(shù)據(jù)將會執(zhí)行指令中規(guī)定的算術(shù)運算和其他各種運算。當數(shù)據(jù)處理完畢后，將回到寄存器中，通過不同的指令將數(shù)據(jù)繼續(xù)運行或者通過DB總線送到數(shù)據(jù)緩存器中。 基本上，CPU就是這樣去執(zhí)行讀出數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和往內(nèi)存寫數(shù)據(jù)3項基本工作。但在通常情況下，一條指令可以包含按明確順序執(zhí)行的許多操作，CPU的工作就是執(zhí)行這些指令，完成一條指令后，CPU的控制單元又將告訴指令讀取器從內(nèi)存中讀取下一條指令來執(zhí)行。這個過程不斷快速地重復(fù)，快速地執(zhí)行一條又一條指令，產(chǎn)生你在顯示器上所看到的結(jié)果。我們很容易想到，在處理這么多指令和數(shù)據(jù)的同時，由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時差和CPU處理時差，肯定會出現(xiàn)混亂處理的情況。為了保證每個操作準時發(fā)生，CPU需要一個時鐘，時鐘控制著CPU所執(zhí)行的每一個動作。時鐘就像一個節(jié)拍器，它不停地發(fā)出脈沖，決定CPU的步調(diào)和處理時間，這就是我們所熟悉的CPU的標稱速度，也稱為主頻。主頻數(shù)值越高，表明CPU的工作速度越快。 如何提高CPU工作效率 既然CPU的主要工作是執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)，那么工作效率將成為CPU的最主要內(nèi)容，因此，各CPU廠商也盡力使CPU處理數(shù)據(jù)的速度更快。 根據(jù)CPU的內(nèi)部運算結(jié)構(gòu)，一些制造廠商在CPU內(nèi)增加了另一個算術(shù)邏輯單元(ALU)，或者是另外再設(shè)置一個處理非常大和非常小的數(shù)據(jù)浮點運算單元(Floating Point Unit，F(xiàn)PU)，這樣就大大加快了數(shù)據(jù)運算的速度。 而在執(zhí)行效率方面，一些廠商通過流水線方式或以幾乎并行工作的方式執(zhí)行指令的方法來提高指令的執(zhí)行速度。剛才我們提到，指令的執(zhí)行需要許多獨立的操作，諸如取指令和譯碼等。最初CPU在執(zhí)行下一條指令之前必須全部執(zhí)行完上一條指令，而現(xiàn)在則由分布式的電路各自執(zhí)行操作。也就是說，當這部分的電路完成了一件工作后，第二件工作立即占據(jù)了該電路，這樣就大大增加了執(zhí)行方面的效率。
看到這里，你一定想知道，晶體管是如何利用“0”和“1”這兩種電子信號來執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)的呢？其實，所有電子設(shè)備都有自己的電路和開關(guān)，電子在電路中流動或斷開，完全由開關(guān)來控制，如果你將開關(guān)設(shè)置為OFF，電子將停止流動，如果你再將其設(shè)置為ON，電子又會繼續(xù)流動。晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信號控制，我們可以將晶體管稱之為二進制設(shè)備。這樣，晶體管的ON狀態(tài)用“1”來表示，而OFF狀態(tài)則用“0”來表示，就可以組成最簡單的二進制數(shù)。眾多晶體管產(chǎn)生的多個“1”與“0”的特殊次序和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、數(shù)字、顏色和圖形。舉個例子，十進位中的1在二進位模式時也是“1”，2在二進位模式時是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此類推，這就組成了計算機工作采用的二進制語言和數(shù)據(jù)。成組的晶體管聯(lián)合起來可以存儲數(shù)值，也可以進行邏輯運算和數(shù)字運算。加上石英時鐘的控制，晶體管組就像一部復(fù)雜的機器那樣同步地執(zhí)行它們的功能。
一 CPU的原始工作模式 　　在了解CPU工作原理之前，我們先簡單談?wù)凜PU是如何生產(chǎn)出來的。CPU是在特別純凈的硅材料上制造的。一個CPU芯片包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的硅片上，用化學(xué)的方法蝕刻或光刻出晶體管。因此，從這個意義上說，CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關(guān)，它們是構(gòu)建CPU的基石，你可以把一個晶體管當作一個電燈開關(guān)，它們有個操作位，分別代表兩種狀態(tài):ON(開)和OFF(關(guān))。這一開一關(guān)就相當于晶體管的連通與斷開，而這兩種狀態(tài)正好與二進制中的基礎(chǔ)狀態(tài)“0”和“1”對應(yīng)！這樣，計算機就具備了處理信息的能力。 　　但你不要以為，只有簡單的“0”和“1”兩種狀態(tài)的晶體管的原理很簡單，其實它們的發(fā)展是經(jīng)過科學(xué)家們多年的辛苦研究得來的。在晶體管之前，計算機依靠速度緩慢、低效率的真空電子管和機械開關(guān)來處理信息。后來，科研人員把兩個晶體管放置到一個硅晶體中，這樣便創(chuàng)作出第一個集成電路，再后來才有了微處理器。 　　看到這里，你一定想知道，晶體管是如何利用“0”和“1”這兩種電子信號來執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)的呢？其實，所有電子設(shè)備都有自己的電路和開關(guān)，電子在電路中流動或斷開，完全由開關(guān)來控制，如果你將開關(guān)設(shè)置為OFF，電子將停止流動，如果你再將其設(shè)置為ON，電子又會繼續(xù)流動。晶體管的這種ON與OFF的切換只由電子信號控制，我們可以將晶體管稱之為二進制設(shè)備。這樣，晶體管的ON狀態(tài)用“1”來表示，而OFF狀態(tài)則用“0”來表示，就可以組成最簡單的二進制數(shù)。眾多晶體管產(chǎn)生的多個“1”與“0”的特殊次序和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、數(shù)字、顏色和圖形。舉個例子，十進位中的1在二進位模式時也是“1”，2在二進位模式時是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此類推，這就組成了計算機工作采用的二進制語言和數(shù)據(jù)。成組的晶體管聯(lián)合起來可以存儲數(shù)值，也可以進行邏輯運算和數(shù)字運算。加上石英時鐘的控制，晶體管組就像一部復(fù)雜的機器那樣同步地執(zhí)行它們的功能。 　　CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 　　現(xiàn)在我們已經(jīng)大概知道CPU是負責(zé)些什么事情，但是具體由哪些部件負責(zé)處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序呢？ 　　1.算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic Logic Unit) 　　ALU是運算器的核心。它是以全加器為基礎(chǔ)，輔之以移位寄存器及相應(yīng)控制邏輯組合而成的電路，在控制信號的作用下可完成加、減、乘、除四則運算和各種邏輯運算。就像剛才提到的，這里就相當于工廠中的生產(chǎn)線，負責(zé)運算數(shù)據(jù)。 　　2.寄存器組 RS(Register Set或Registers) 　　RS實質(zhì)上是CPU中暫時存放數(shù)據(jù)的地方，里面保存著那些等待處理的數(shù)據(jù)，或已經(jīng)處理過的數(shù)據(jù)，CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內(nèi)存的時間短。采用寄存器，可以減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)，從而提高了CPU的工作速度。但因為受到芯片面積和集成度所限，寄存器組的容量不可能很大。寄存器組可分為專用寄存器和通用寄存器。專用寄存器的作用是固定的，分別寄存相應(yīng)的數(shù)據(jù)。而通用寄存器用途廣泛并可由程序員規(guī)定其用途。通用寄存器的數(shù)目因微處理器而異您在瀏覽本頁面時使用的計算機便通過微處理器來完成其工作。微處理器是所有標準計算機的心臟，無論該計算機是桌面計算機、服務(wù)器還是筆記本電腦。您正在使用的微處理器可能是奔騰、K6、PowerPC、Sparc或者其他任何品牌和類型的微處理器，但是它們的作用大體相同，工作方式也基本類似。 3.控制單元(Control Unit) 　　正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。 　　4.總線(Bus) 　　就像工廠中各部位之間的聯(lián)系渠道，總線實際上是一組導(dǎo)線，是各種公共信號線的集合，用于作為電腦中所有各組成部分傳輸信息共同使用的“公路”。直接和CPU相連的總線可稱為局部總線。其中包括: 數(shù)據(jù)總線DB(Data Bus)、地址總線AB(Address Bus) 、控制總線CB(Control Bus)。其中，數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)信息；地址總線用于傳送CPU發(fā)出的地址信息；控制總線用來傳送控制信號、時序信號和狀態(tài)信息等。 　　CPU的工作流程 　　由晶體管組成的CPU是作為處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中，最后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結(jié)束。 　　數(shù)據(jù)與指令在CPU中的運行 　　剛才已經(jīng)為大家介紹了CPU的部件及基本原理情況，現(xiàn)在，我們來看看數(shù)據(jù)是怎樣在CPU中運行的。我們知道，數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備流經(jīng)內(nèi)存，等待CPU的處理，這些將要處理的信息是按字節(jié)存儲的，也就是以8位二進制數(shù)或8比特為1個單元存儲，這些信息可以是數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)可以是二進制表示的字符、數(shù)字或顏色等等。而指令告訴CPU對數(shù)據(jù)執(zhí)行哪些操作，比如完成加法、減法或移位運算。 　　我們假設(shè)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是最簡單的原始數(shù)據(jù)。首先，指令指針(Instruction Pointer)會通知CPU，將要執(zhí)行的指令放置在內(nèi)存中的存儲位置。因為內(nèi)存中的每個存儲單元都有編號(稱為地址)，可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出，通過地址總線送到控制單元中，指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式，然后決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術(shù)邏輯單元(ALU)什么時候計算，告訴指令讀取器什么時候獲取數(shù)值，告訴指令譯碼器什么時候翻譯指令等等。 　　假如數(shù)據(jù)被送往算術(shù)邏輯單元，數(shù)據(jù)將會執(zhí)行指令中規(guī)定的算術(shù)運算和其他各種運算。當數(shù)據(jù)處理完畢后，將回到寄存器中，通過不同的指令將數(shù)據(jù)繼續(xù)運行或者通過DB總線送到數(shù)據(jù)緩存器中。 　　基本上，CPU就是這樣去執(zhí)行讀出數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和往內(nèi)存寫數(shù)據(jù)3項基本工作。但在通常情況下，一條指令可以包含按明確順序執(zhí)行的許多操作，CPU的工作就是執(zhí)行這些指令，完成一條指令后，CPU的控制單元又將告訴指令讀取器從內(nèi)存中讀取下一條指令來執(zhí)行。這個過程不斷快速地重復(fù)，快速地執(zhí)行一條又一條指令，產(chǎn)生你在顯示器上所看到的結(jié)果。我們很容易想到，在處理這么多指令和數(shù)據(jù)的同時，由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時差和CPU處理時差，肯定會出現(xiàn)混亂處理的情況。為了保證每個操作準時發(fā)生，CPU需要一個時鐘，時鐘控制著CPU所執(zhí)行的每一個動作。時鐘就像一個節(jié)拍器，它不停地發(fā)出脈沖，決定CPU的步調(diào)和處理時間，這就是我們所熟悉的CPU的標稱速度，也稱為主頻。主頻數(shù)值越高，表明CPU的工作速度越快。 　　如何提高CPU工作效率 　　既然CPU的主要工作是執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)，那么工作效率將成為CPU的最主要內(nèi)容，因此，各CPU廠商也盡力使CPU處理數(shù)據(jù)的速度更快。 　　根據(jù)CPU的內(nèi)部運算結(jié)構(gòu)，一些制造廠商在CPU內(nèi)增加了另一個算術(shù)邏輯單元(ALU)，或者是另外再設(shè)置一個處理非常大和非常小的數(shù)據(jù)浮點運算單元(Floating Point Unit，F(xiàn)PU)，這樣就大大加快了數(shù)據(jù)運算的速度。 　　而在執(zhí)行效率方面，一些廠商通過流水線方式或以幾乎并行工作的方式執(zhí)行指令的方法來提高指令的執(zhí)行速度。剛才我們提到，指令的執(zhí)行需要許多獨立的操作，諸如取指令和譯碼等。最初CPU在執(zhí)行下一條指令之前必須全部執(zhí)行完上一條指令，而現(xiàn)在則由分布式的電路各自執(zhí)行操作。也就是說，當這部分的電路完成了一件工作后，第二件工作立即占據(jù)了該電路，這樣就大大增加了執(zhí)行方面的效率。 　　另外，為了讓指令與指令之間的連接更加準確，現(xiàn)在的CPU通常會采用多種預(yù)測方式來控制指令更高效率地執(zhí)行。
文章TAG：cpu工作原理計算機CPU的工作原理是什么

最近更新

  • 美國美女機器人視頻,買個美女機器人的美國電影叫什么美國美女機器人視頻,買個美女機器人的美國電影叫什么

    據(jù)說女舞者是機器人，...美國科幻電影里，一個人的哥哥被軍方改造成了機器人。為什么類人機器人大多是“女性”？為什么人類更喜歡建造“女性”人形機器人？人形機器人你想證明什么？實驗室在不.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-09-01

  • 谷歌不能自動更新,谷歌瀏覽器自動更新在哪里關(guān)閉谷歌不能自動更新,谷歌瀏覽器自動更新在哪里關(guān)閉

    如何使谷歌browser-2更新鏈接到Google最新版本谷歌browser-2更新。更新有n多種方法，不可能更新，但應(yīng)該還是做的不夠自動check更新，最常見的故障原因是無法連接互聯(lián)網(wǎng)谷歌網(wǎng)站，但是這個谷歌.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31

  • 光通信，我想問一下光通信 就業(yè)前景如何光通信，我想問一下光通信 就業(yè)前景如何

    我想問一下光通信就業(yè)前景如何2，試闡述光通信與電通信的異同3，何謂光纖通信4，光通信現(xiàn)在最新的技術(shù)都有那些謝謝5，可見光通信技術(shù)的介紹6，光通信產(chǎn)品的市場情況怎么樣1，我想問一下光通信就業(yè).....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31

  • TDMA，tdma是什么意思TDMA，tdma是什么意思

    tdma是什么意思2，TDMA是指3，TDMA在通信系統(tǒng)中有什么作用為什么用TD4，啥是TDMA5，數(shù)字對講機的TDMA制式是什么意思6，tdma的中文意思是什么1，tdma是什么意思GSM技術(shù)中tdma是一種形式格式！他的媽.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31

  • 反木桶原理，什么叫反木桶原理反木桶原理，什么叫反木桶原理

    什么叫反木桶原理2，求馬克思基本原理概論有關(guān)木桶的哲學(xué)思考謝謝3，何謂木桶效應(yīng)4，數(shù)學(xué)一個月怎樣提高5，請解釋一下關(guān)鍵路徑6，什么是木桶原理啊1，什么叫反木桶原理對一個組織而言，構(gòu)成組織的各.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31

  • svg無功補償裝置，SVG無功補償裝置的容量是指什么svg無功補償裝置，SVG無功補償裝置的容量是指什么

    SVG無功補償裝置的容量是指什么2，svg無功補償裝置的作用3，什么是SVG靜止無功發(fā)生器4，低壓svg動態(tài)無功補償裝置容易壞嗎5，SVGSVCFC三種無功補償裝置的區(qū)別是什么6，對比TCRTSC以及SVG三種無功.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31

  • 圖像分類算法，什么是最大似然法多光譜圖像分類圖像分類算法，什么是最大似然法多光譜圖像分類

    什么是最大似然法多光譜圖像分類2，在計算機領(lǐng)域中圖像分為哪兩大類3，bagoffeature是一種圖像分類方法具體翻譯成中文是什么啊急求4，圖像分類處理原理5，遙感圖像分類有哪些方法最新的6，遙感.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31

  • 百度 博士 大數(shù)據(jù),百度位置大數(shù)據(jù)百度 博士 大數(shù)據(jù),百度位置大數(shù)據(jù)

    根據(jù)查詢百度Da數(shù)據(jù)，在電影《奇點》中博士在漫威漫畫中，奇點博士穿越到平行宇宙中幫助平行世界的人停止苦難，消滅了怪物，但宇宙還是滅亡了。吳軍-1《Da數(shù)據(jù)改變未來》的原話是:未來二十年，.....

    【經(jīng)驗】 日期：2023-08-31