cpu由什么组成

cpu由什么组成,第1张

CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部分。

1、控制单元。是计算机的控制中心,它决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程序的正确执行,而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。

2、运算单元。是计算机对数据进行加工处理的中心,它主要由算术逻辑部件(Arithmetic and Logic Unit)组成。

3、存储单元。由寄存器组和状态寄存器组成。

4、时钟。是整个机器的时间基准,称为机器的主频。

cpu的主要功能:

1、处理指令,英文Processing instructions,这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性。

2、执行 *** 作,英文Perform an action,一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的. *** 作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的 *** 作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

CPU主要包括运算器和控制器两大部件。还包括若干个寄存器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。

物理结构下CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

作用介绍

一、基本组成

运算器:对计算机传输过来的信息进行算术或者逻辑运算。

控制器:负责计算机CPU中指令的执行。

二、物理结构

运算逻辑部件:运算逻辑部件,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: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 *** 作的并行性。专用寄存器是为了执行一些特殊 *** 作所需用的寄存器。

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。

从功能上看,一般CPU的内部结构可分为:控制单元、逻辑运算单元、存储单元(包括内部总线和缓冲器)三大部分。其中控制单元完成数据处理整个过程中的调配工作,逻辑单元则完成各个指令以便得到程序最终想要的结果,存储单元就负责存储原始数据以及运算结果。浑然一体的配合使得CPU拥有了强大的功能,可以完成包括浮点、多媒体等指令在内的众多复杂运算,也为数字时代加入了更多的活力。 \x0d\x0a\x0d\x0aCPU的逻辑单元 \x0d\x0a更细一点,从实现的功能方面看,CPU大致可分为如下八个逻辑单元: \x0d\x0a\x0d\x0a指令高速缓存,俗称指令寄存器 : 它是芯片上的指令仓库,有了它CPU就不必停下来查找计算机内存中的指令,从而大幅提高了CPU的运算速度。 \x0d\x0a\x0d\x0a译码单元,俗称指令译码器 : 它负责将复杂的机器语言指令解译成运算逻辑单元(ALU)和寄存器能够理解的简单格式,就像一位外交官。 \x0d\x0a\x0d\x0a控制单元 : 既然指令可以存入CPU,而且有相应指令来完成运算前的准备工作,背后自然有一个扮演推动作用的角色——它便是负责整个处理过程的 *** 作控制器。根据来自译码单元的指令,它会生成控制信号,告诉运算逻辑单元(ALU)和寄存器如何运算、对什么进行运算以及对结果进行怎样的处理。 \x0d\x0a\x0d\x0a寄存器 : 它对于CPU来说非常的重要,除了存放程序的部分指令,它还负责存储指针跳转信息以及循环 *** 作命令,是运算逻辑单元(ALU)为完成控制单元请求的任务所使用的数据的小型存储区域,其数据来源可以是高速缓存、内存、控制单元中的任何一个。 \x0d\x0a\x0d\x0a逻辑运算单元(ALU) : 它是CPU芯片的智能部件,能够执行加、减、乘、除等各种命令。此外,它还知道如何读取逻辑命令,如或、与、非。来自控制单元的讯息将告诉运算逻辑单元应该做些什么,然后运算单元会从寄存器中间断或连续提取数据,完成最终的任务。 \x0d\x0a\x0d\x0a预取单元 : CPU效能发挥对其依赖非常明显,预取命中率的高低直接关系到CPU核心利用率的高低,进而带来指令执行速度上的不同。根据命令或要执行任务所提出的要求,何时时候,预取单元都有可能从指令高速缓存或计算机内存中获取数据和指令。当指令到达时,预取单元最重要的任务就是确保所有指令均排列正确,然后发送给译码单元。 \x0d\x0a\x0d\x0a总线单元 : 它就像一条高速公路,快速完成各个单元间的数据交换,也是数据从内存流进和流出CPU的地方。 \x0d\x0a\x0d\x0a数据高速缓存 : 存储来自译码单元专门标记的数据,以备逻辑运算单元使用,同时还准备了分配到计算机不同部分的最终结果。


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