電腦cpu詳細(xì)介紹

很多用戶都知道電腦里有cpu，電腦的大腦就是cpu，但是不知道什么叫cpu，cpu具體是什么意思，英文的全稱是central processing unit也就是中央處理器。下面來(lái)看看詳細(xì)的cpu介紹吧。

什么叫cpu

CPU是英文：Central Processing Unit的縮寫，Central Processing Unit的譯文為--中央處理器。因此，CPU就是中央處理器的簡(jiǎn)稱。那么中央處理器又是什么東西呢?

中央處理器（CPU）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。

中央處理器（CPU）主要包括運(yùn)算器（算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）及實(shí)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(chǔ)器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備合稱為電子計(jì)算機(jī)三大核心部件。

cpu是什么意思

CPU 是計(jì)算機(jī)的核心和大腦。它接收數(shù)據(jù)輸入，執(zhí)行指令和處理信息。它與輸入/輸出（I / O）設(shè)備通信，輸入/輸出（I / O）設(shè)備向 CPU 發(fā)送數(shù)據(jù)和從 CPU 接收數(shù)據(jù)。

此外，CPU 還有一個(gè)內(nèi)部總線，用于與內(nèi)部高速緩沖存儲(chǔ)器通信，稱為背面總線。用于與 CPU，內(nèi)存，芯片組和 AGP 插槽之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹骺偩€稱為前端總線。

CPU 包含內(nèi)部存儲(chǔ)器單元，稱為寄存器。這些寄存器包含 ALU 信息處理中使用的數(shù)據(jù)，指令，計(jì)數(shù)器和地址。

一些計(jì)算機(jī)使用兩個(gè)或更多處理器。它們由并排放置在同一塊板上或單獨(dú)板上的獨(dú)立物理 CPU 組成。每個(gè) CPU 都有一個(gè)獨(dú)立的接口，獨(dú)立的緩存和到系統(tǒng)前端總線的各個(gè)路徑。

多處理器是需要多任務(wù)處理的密集并行任務(wù)的理想選擇。多核 CPU 也很常見(jiàn)，其中單個(gè)芯片包含多個(gè) CPU。

控制單元：從存儲(chǔ)器中提取指令并解碼并執(zhí)行它們

算術(shù)邏輯單元（ALU）：處理算術(shù)和邏輯運(yùn)算

為了正常工作，CPU 依賴于系統(tǒng)時(shí)鐘，存儲(chǔ)器，輔助存儲(chǔ)器以及數(shù)據(jù)和地址總線。

該術(shù)語(yǔ)也稱為中央處理器，微處理器或芯片。

cpu基本結(jié)構(gòu)

CPU包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。

運(yùn)算邏輯部件

運(yùn)算邏輯部件，可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)的算術(shù)運(yùn)算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執(zhí)行地址的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換。

寄存器部件

寄存器部件，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。通用寄存器又可分定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)兩類，它們用來(lái)保存指令中的寄存器操作數(shù)和操作結(jié)果。

通用寄存器是中央處理器的重要組成部分，大多數(shù)指令都要訪問(wèn)到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路寬度，其端口數(shù)目往往可影響內(nèi)部操作的并行性。

專用寄存器是為了執(zhí)行一些特殊操作所需用的寄存器?？刂萍拇嫫魍ǔＳ脕?lái)指示機(jī)器執(zhí)行的狀態(tài)，或者保持某些指針，

有處理狀態(tài)寄存器、地址轉(zhuǎn)換目錄的基地址寄存器、特權(quán)狀態(tài)寄存器、條件碼寄存器、處理異常事故寄存器以及檢錯(cuò)寄存器等。

有的時(shí)候，中央處理器中還有一些緩存，用來(lái)暫時(shí)存放一些數(shù)據(jù)指令，緩存越大，說(shuō)明CPU的運(yùn)算速度越快，目前市場(chǎng)上的中高端中央處理器都有2M左右的二級(jí)緩存，高端中央處理器有4M左右的二級(jí)緩存。

cpu的重要參數(shù)

1、CPU的主頻：CPU的主頻大小，代表著CUP運(yùn)算能力的大小。CPU的主頻越高，處理數(shù)據(jù)能力就越強(qiáng)，比如 2GHz的CPU是 1GHz的CPU的兩倍;

2.、CPU的核數(shù)：CPU的核數(shù)多少，也代表著CUP運(yùn)算能力的高低。CPU的核數(shù)越多，處理數(shù)據(jù)能力就越強(qiáng)，單核的CPU相當(dāng)于只有一個(gè)大腦，雙核的CPU相當(dāng)于有兩個(gè)大腦，多核CPU相當(dāng)于有多個(gè)大腦。因此，主頻相同的情況下，雙核的CPU是單核的CPU的兩倍;

3、CPU的緩存：工作時(shí)，CPU往往需要從內(nèi)存和硬盤中重復(fù)讀取同樣的數(shù)據(jù)塊，CPU的緩存容量越大，就能大幅度提升CPU內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)的命中率，從而不用再到內(nèi)存或者硬盤上尋找，以此提高系統(tǒng)性能。因此，CPU的緩存越大越好。

cpu四個(gè)核心功能：

提取

第一階段，提取，從存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中檢索指令(為數(shù)值或一系列數(shù)值)。由程序計(jì)數(shù)器(Program Counter)指定存儲(chǔ)器的位置，程序計(jì)數(shù)器保存供識(shí)別目前程序位置的數(shù)值。

換言之，程序計(jì)數(shù)器記錄了CPU在目前程序里的蹤跡。提取指令之后，程序計(jì)數(shù)器根據(jù)指令長(zhǎng)度增加存儲(chǔ)器單元。

指令的提取必須常常從相對(duì)較慢的存儲(chǔ)器尋找，因此導(dǎo)致CPU等候指令的送入。這個(gè)問(wèn)題主要被論及在現(xiàn)代處理器的快取和管線化架構(gòu)。

解碼

CPU根據(jù)存儲(chǔ)器提取到的指令來(lái)決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)(ISA)定義將數(shù)值解譯為指令。

一部分的指令數(shù)值為運(yùn)算碼(Opcode)，其指示要進(jìn)行哪些運(yùn)算。其它的數(shù)值通常供給指令必要的信息，諸如一個(gè)加法(Addition)運(yùn)算的運(yùn)算目標(biāo)。

這樣的運(yùn)算目標(biāo)也許提供一個(gè)常數(shù)值(即立即值)，或是一個(gè)空間的定址值：暫存器或存儲(chǔ)器位址，以定址模式?jīng)Q定。在舊的設(shè)計(jì)中，CPU里的指令解碼部分是無(wú)法改變的硬件設(shè)備。

不過(guò)在眾多抽象且復(fù)雜的CPU和指令集架構(gòu)中，一個(gè)微程序時(shí)常用來(lái)幫助轉(zhuǎn)換指令為各種形態(tài)的訊號(hào)。這些微程序在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。

執(zhí)行

在提取和解碼階段之后，接著進(jìn)入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進(jìn)行所需運(yùn)算的CPU部件。

例如，要求一個(gè)加法運(yùn)算，算數(shù)邏輯單元(ALU，Arithmetic Logic Unit)將會(huì)連接到一組輸入和一組輸出。

輸入提供了要相加的數(shù)值，而輸出將含有總和的結(jié)果。ALU內(nèi)含電路系統(tǒng)，易于輸出端完成簡(jiǎn)單的普通運(yùn)算和邏輯運(yùn)算(比如加法和位元運(yùn)算)。

如果加法運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)對(duì)該CPU處理而言過(guò)大的結(jié)果，在標(biāo)志暫存器里，運(yùn)算溢出(Arithmetic Overflow)標(biāo)志可能會(huì)被設(shè)置。

寫回

最終階段，寫回，以一定格式將執(zhí)行階段的結(jié)果簡(jiǎn)單的寫回。運(yùn)算結(jié)果經(jīng)常被寫進(jìn)CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。

在其它案例中，運(yùn)算結(jié)果可能寫進(jìn)速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會(huì)操作程序計(jì)數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。

這些一般稱作“跳轉(zhuǎn)”(Jumps)，并在程式中帶來(lái)循環(huán)行為、條件性執(zhí)行(透過(guò)條件跳轉(zhuǎn))和函式。許多指令也會(huì)改變標(biāo)志暫存器的狀態(tài)位元。

這些標(biāo)志可用來(lái)影響程式行為，緣由于它們時(shí)常顯出各種運(yùn)算結(jié)果。例如，以一個(gè)“比較”指令判斷兩個(gè)值的大小，根據(jù)比較結(jié)果在標(biāo)志暫存器上設(shè)置一個(gè)數(shù)值。

這個(gè)標(biāo)志可藉由隨后的跳轉(zhuǎn)指令來(lái)決定程式動(dòng)向。在執(zhí)行指令并寫回結(jié)果之后，程序計(jì)數(shù)器的值會(huì)遞增，反覆整個(gè)過(guò)程，下一個(gè)指令周期正常的提取下一個(gè)順序指令。

如果完成的是跳轉(zhuǎn)指令，程序計(jì)數(shù)器將會(huì)修改成跳轉(zhuǎn)到的指令位址，且程序繼續(xù)正常執(zhí)行。許多復(fù)雜的CPU可以一次提取多個(gè)指令、解碼，并且同時(shí)執(zhí)行。

這個(gè)部分一般涉及“經(jīng)典RISC管線”，那些實(shí)際上是在眾多使用簡(jiǎn)單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制(Microcontrollers))。

以上電腦cpu意思介紹就是本文的全部的內(nèi)容了，詳細(xì)看完之后，大家就對(duì)cpu有了一定的了解，喜歡的用戶關(guān)注收藏系統(tǒng)家園哦。

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