微处理器的组成

微处理器包括两个主要部分，运算器和控制器。

微处理器是微型计算机的核心部分，又称为中央处理器（简称CPU）。微处理器主要由控制器和运算器两部分组成（还有一些支撑电路）厅扒，用以完成指令的解释与执行。运算器:是计算机中进行数据加工的部件，其主要功能包括：（1)执行数值数据的算术加减乘除等运算，执行逻辑数据的与或非等逻辑运算，由一个被称为ALU的线路完成。（2）暂时存放参加运算的数据和中间结果，由多个通用寄存器来承担。（3）运算器通常也是数据传输的通路。2.控制器：计算机中控制执行指令部件，要向计算机各功能部件提供每一时刻协同运行所需的控制信号。其主要功能包括：（1）正确执行每条指令：首先是取来一条指令，接着分析这条指令，再按指令格式和功能执行这条指令。（2）保证指令按规定序列自动连续地执行。（3）对歼裂各种异常情况和请求及时响应和处理。

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。逻辑部件：可以执行定点或浮点算术运算 *** 作、移位 *** 作以及逻辑 *** 作，也可执行地址运算和转换。寄存器部件：寄存器部件，包括寄存器、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，用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器 *** 作数和中间（或最终）的 *** 作结果。通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。控制部件：控制部件主要是负责对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个 *** 作的控制信号。其结构有两种，一种是以微存储为核心的微程序控制方式；一种是以逻辑硬氏伏闭布线结构为主的控制方。

1、CPU的外形及结构

CPU是整个计算机系统的核心部件，外部结构如下图所示。CPU看亮磨上去非常简单，是一个矩形片状物体。其中间凸起部分是CPU核心，它一般是一片指甲大小的、薄薄的硅晶片，在这块小小的硅片上，密布着数以千万计的晶体管，它们相互配合协调，完成各种复杂的运算和 *** 作。为帮助散热，一般在CPU的核心上都加装一个金属封装壳，金属封装壳周围是CPU基板，它将CPU内部的信号引接到CPU针脚上。基板的背面有许多密密麻麻的镀金针脚，它是CPU与外部电路连接的通道。

2、CPU的组成部分

CPU内部主要由运算器、控制器和寄存器组组成，如下图所示。

运算器用来对数据进行各种算术运算和逻辑运算。控制器是CPU的指挥中心，它能对计算机指令进行分析，产生各种控制型信号。寄存器组用来临时存放参加运算的数据和计算的中间结果。

3、CPU的工作原理

CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进人工厂的原料（程序指令），经过物资部门（控制器）的调度分配，被送往生产线（运算器），生产出成品（寄存器组）后，再存储在仓库（内存）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。这个过程看起来相当长，实际上只是一瞬间发生的事情。也可以这样理解CPU只执行三种基本的 *** 作，分别是读出数据、处理数据和往内存写数据。

现在，主流CPU还是Intel和AMD两家的天下。无论是高端还是低端，两大品牌都有着全线的产品。具体型号及产品可自行百度，这里不做过多介绍。

4、CPU常用术语

4.1．主频

衡量CPU速度快慢的一个重要指标就是CPU的工作频率，也叫做CPU的主频，主频亦称为内频。主频就是CPU的时钟频率，它控制着CPU工作节拍，主频越高，CPU工作节拍就越快，运算速度也就敬帆斗越高。主频通常用一秒钟内处理器所能发出电子脉冲数来测定，计量单位一般为MHz或GHz。目前P4的主频达3GHz以上，IBM公司已研制出速度高达110GHz。

4.2．外频

CPU跟外部（即系统总线）接触沟通的频率称为外频。外频是由主板提供，CPU以这个频率跟系统其他的配件进行沟通，因此，外频亦称为系统总线频率或前端总线速度（FSB）。早期CPU内部与外部的工作频率都相同，后来主频要比外频快。现在PⅢ的外频为133 MHz，P4的外频可采用高达800MHz的外频。

4.3．倍频

CPU的倍频，即倍频系数。它足指CPU主频和外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数。所以，主频和外频、倍频三者的关系是：主频=外频×倍频

4.4．轿伏超频

外频和倍频都可以根据CPU参数通过主板跳线或程序来设置，从而设定CPU主频。通过适当提高外频或倍频，有些CPU的主频可以超过它的标称工作频率，这就是习惯上称的“超频”。超频可以在一定程度上提高系统的性能，但是超频会导致CPU的功耗增加，使CPU工作温度升高，甚至损坏CPU。

4.5．一级缓存（L1 Cache）

一级缓存也称L1高速缓存，它封装在CPU芯片内部的高速缓存，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主频相近。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，一级缓存容量越大，则CPU处理速度就会越快，对应的CPU价格也就越高。

4.6．二级缓存（L2 Cache）

二级缓存亦称L2高速缓存，指CPU外部的高速缓存。像一级缓存一样，二级缓存越大，则CPU处理速度就越快，整台计算机性能也就越好。一级缓存和二级缓存都位于CPU和内存之间，用于缓解高速CPU与慢速内存速度匹配问题。

4.7、超线程技术

超线程技术是Intel的创新设计，就是在一个处理器中放人两个逻辑处理单元，让多线程的应用程序能够并行处理多项任务，提高CPU的运行效率。

一、CPU三个组成部分

运算器，控制器，存储器。

二、功能

1、运算器：

计算机运行时，运算器的 *** 作和 *** 作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与ControlUnit共同组成了CPU的核心部分。

2、控制器：

控制单元负责程序的流程管理。迅颂困正如工厂的物流分配部门，控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR、指令译码器ID和 *** 作控制器OC三个部件组成，对协调整个电脑有序工作亩念极为重要。

3、存储器：

计算机的存储器可分成内存储器和外存储器。樱轮内存储器在程序执行期间被计算机频繁地使用，并且在一个指令周期期间是可直接访问的。

三、与内存的关系

当程序或者 *** 作者对CPU发出指令，这些指令和数据暂存在内存里，在CPU空闲时传送给CPU，CPU处理后把结果输出到输出设备上，输出设备就是显示器，打印机等。

在没有显示完之前，这些数据也保存在内存里，如果内存不足，那么系统自动从硬盘上划分一部分空间作为虚拟内存来用。

但写入和读取的速度 跟物理内存差的很远很远，所以，在内存不足的时候，会感到机器反应很慢，硬盘一直在响。

扩展资料：

无论哪一个种类的控制单元，原理均为通过控制单元发出的控制信号对CPU各个部分加以控制。控制单元大体可以分为以下两类。

1、微程序式，由微程序读取和发出控制信号。通过被称为微型定序器的简单数字通路（微型电脑）对微程序加以执行

2、硬件型控制单元。由数字通路直接发出控制信号。由于集成电路的规模化及设计技术的进步，此种控制单元已成为可能。

实现运算器的 *** 作，特别是四则运算，必须选择合理的运算方法。它直接影响运算器的性能，也关系到运算器的结构和成本。

另外，在进行数值计算时，结果的有效数位可能较长，必须截取一定的有效数位，由此而产生最低有效数位的舍入问题。选用的舍入规则也影响到计算结果的精确度。

构成存储器的存储介质主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器

参考资料：

百度百科-存储器

百度百科-运算器

百度百科-控制单元

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