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什么是电脑CPU?CPU的作用是什么?

编辑:宝哥软件园 来源:互联网 时间:2021-09-03

什么是电脑CPU?CUP是中央处理器,是计算机的操作核心和控制核心。中央处理器、内存和输入输出设备是电子计算机的三个核心部件。它是计算机的心智,它完成了90%以上的数据信息。它的工作速度直接影响到整个电脑的运行速度。

CPU的工作原理。

根据从中央处理器或高速缓存中提取的指令,将它们放入指令寄存器并解码指令。它把指令分解成一系列微操作,然后我们发出各种控制命令,执行一系列微操作,然后完成一条指令的执行。

指令是计算机指定要执行的操作的类型和操作数的基本命令。一条指令由一个字节或多个字节组成,包括操作码字段、一个或多个与操作数地址相关的字段以及多个表示机器状态的状态字和特征代码。有些指令也直接包含操作数本身。

1.抽出

第一阶段,提取,基于从存储器或高速缓存中检索的指令(数值或一系列数值)。存储器的位置由程序计数器指定,该计数器保存用于识别当前程序位置的值。换句话说,程序计数器记录当前程序中CPU的踪迹。

指令取出后,程序计数器根据指令长度递增存储单元。指令的提取必须始终基于相对较慢的内存,这导致中央处理器等待指令被发送。这个问题主要涉及现代处理器的缓存和流水线结构。

2.解码

根据中央处理器获取的指令。在解码阶段,指令被分解成有意义的片段。根据指令集架构(ISA)对CPU的定义,它在数值上被解释为指令。

指令值的一部分是操作码,它指示要执行哪些操作。其他值通常提供指令所需的信息,例如加法操作的操作目标。接下来,我们将看看计算目标,它可能提供一个常量值(即立即值),或者一个空间地址值:寄存器或内存地址,这由寻址模式决定。

在旧的设计中,中央处理器中的指令解码部分是一个不可改变的硬件设备。然而,在许多抽象和复杂的中央处理器和指令集体系结构中,微程序经常被用来帮助将指令转换成各种形式的信号。这些微程序往往可以在成品CPU中重写,方便更改解码指令。

3.履行

在提取和解码阶段之后,它进入执行阶段。在这个阶段,它连接到能够执行所需操作的各种中央处理器组件。

4.回复

在最后一个阶段,写回,简单地以必要的格式写回执行阶段的结果。计算结果通常被写入中央处理器的内部寄存器,以便后续指令快速访问。在其他情况下,计算结果可以写入主存,主存速度较慢,但空间较大,成本较低。某些类型的指令操作程序计数器而不直接产生结果。这些被称为“跳转”,它们携带循环行为、条件执行(通过条件跳转)和程序中的函数。

许多指令也会改变标志寄存器的状态位。这些标志可以用来影响程序行为,因为它们经常显示各种操作结果。

中央处理器是计算机的核心部件。可以说,计算机特别是微型计算机的快速发展过程,本质上是CPU从低级到高级再到简单的单向复杂发展过程。

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