品牌知名度调研问卷>>

中央处理器的物理结构 中央处理器的作用

本文章由注册用户 温暖·生活家 上传提供 评论 发布 纠错/删除 版权声明 0
摘要:中央处理器是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心和控制核心。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、控制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。中央处理器的主要作用包括提取、解码、执行、写回,接下来就一起了解下相关知识吧。

中央处理器的物理结构

1、逻辑部件

英文Logic components;运算逻辑部件。可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址运算和转换。

2、寄存器

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,它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间(或最终)的操作结果。通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。

3、控制部件

英文Control unit,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操作的控制信号。

其结构有两种,一种是以微存储为核心的微程序控制方式;一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。

微存储中保持微码,每一个微码对应于一个最基本的微操作,又称微指令;各条指令是由不同序列的微码组成,这种微码序列构成微程序。中央处理器在对指令译码以后,即发出一定时序的控制信号,按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作,即可完成某条指令的执行。

简单指令是由(35)个微操作组成,复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。


中央处理器的作用

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。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成,其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。

1、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程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在程序里的踪迹。)

2、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段。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。

3、执行

在提取和解码阶段之后,紧接着进入执行阶段。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,算术逻辑单元(ALUArithmetic 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,在标志暂存器里可能会设置运算溢出(Arithmetic Overflow)标志。

4、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。

网站提醒和声明
本站为注册用户提供信息存储空间服务,非“MAIGOO编辑”、“MAIGOO榜单研究员”、“MAIGOO文章编辑员”上传提供的文章/文字均是注册用户自主发布上传,不代表本站观点,版权归原作者所有,如有侵权、虚假信息、错误信息或任何问题,请及时联系我们,我们将在第一时间删除或更正。 申请删除>> 纠错>> 投诉侵权>> 网页上相关信息的知识产权归网站方所有(包括但不限于文字、图片、图表、著作权、商标权、为用户提供的商业信息等),非经许可不得抄袭或使用。
提交说明: 快速提交发布>> 查看提交帮助>> 注册登录>>
最新评论
相关推荐
2025十大性能最强的骁龙处理器 2025年最新高通骁龙cpu排名
高通是世界闻名的科技公司,其骁龙移动平台是业界知名的全合一、全系列智能移动平台,芯片研发一直是高通的强势领域,那2025年性能最好的骁龙cpu是哪些呢?Maigoo小编为大家带来了2025十大性能最强的骁龙处理器,如:骁龙8Elite、骁龙8 Gen3、骁龙8 Gen2、骁龙 8s Gen3、骁龙 7+ Gen3、骁龙 8+ Gen1、骁龙 7+ Gen2等,一起来看看吧。
芯片 手机CPU
7375 1
电脑CPU常见问题解决 CPU常见故障处理方法
CPU是电脑中一个很重要的配置,对于我们的电脑来说就是一个相对于心脏的部件,它负责电脑的数据通信,资源共享,分布式处理,提供系统可靠性,就好比心脏在不断的给我身体里进行供血,如果心脏不好大家的身体会很差劲,电脑也是一样的。电脑CPU常见问题如何解决?下面,就来看看CPU常见故障处理方法。
缺芯少魂?中国落后的十大技术清单
纵观中国近几年来的科技发展,不得不说其发展速度十分迅速,也让无数中国人感到自豪。但是,2018年4月发生的中兴事件,无疑是给中国敲响了警钟。对于中国,自主超大规模集成电路设计制造确实还是一个很大的弱点。那么,除了芯片,我们还有哪些受制于人的技术呢?
芯片 专利
4.3w+ 239
芯片的作用有哪些 芯片应用领域_种类_结构_选购知识
芯片是现代电子设备的基石,是电子设备中的核心部件,它集成了大量的晶体管、电阻器、电容器等微型电子元件,负责执行各种复杂的计算和控制任务。生活中各类电器都离不开芯片的支撑。芯片的种类繁多,包括处理器芯片、储存芯片、传感器芯片、电源管理芯片等等。每种芯片都有其特定的应用场景和功能。芯片应用场景主要有哪些呢?芯片如何检测好坏?芯片和半导体的区别是什么?本知识百科带大家走进芯片的世界。
芯片 cpu
6304 42
2024十大性能最强的麒麟处理器 最新麒麟处理器性能排名2024
麒麟处理器是华为公司旗下的重要产品,长期备受关注。时至2024年,你知道性能最强的麒麟处理器是哪一款吗?下面Maigoo小编就和大家看一份麒麟cpu天梯图2024名单,名列前茅的有麒麟9010、麒麟9000S、麒麟9000S1,以及麒麟9000WL、麒麟9000WE、麒麟9000W、麒麟9000、麒麟9000E、麒麟9000SL等。一起来了解下。
芯片 科技/发明 ★★★
6699 6