本文為大家介紹cpu是什么啊(cpu是指電腦的什么)，下面和小編一起看看詳細(xì)內(nèi)容吧。
cpu 從內(nèi)存或高速緩沖存儲(chǔ)器中取出指令，將它們放入指令寄存器，并對(duì)指令進(jìn)行譯碼。它將指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令來執(zhí)行這一系列的微操作，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計(jì)算機(jī)的基本命令，指定要執(zhí)行的操作類型和操作數(shù)。一條指令由一個(gè)或多個(gè)字節(jié)組成，包括一個(gè)操作碼字段，一個(gè)或多個(gè)與操作數(shù)地址相關(guān)的字段，以及一些表示機(jī)器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征碼。一些指令還直接包括操作數(shù)本身。
提煉
第一階段，獲取，從內(nèi)存或高速緩存中檢索指令（作為一個(gè)值或一系列值）。內(nèi)存的位置由程序計(jì)數(shù)器指定，程序計(jì)數(shù)器保存一個(gè)用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前程序位置的值。換句話說，程序計(jì)數(shù)器跟蹤cpu 在當(dāng)前程序中的位置。獲取指令后，程序計(jì)數(shù)器根據(jù)指令長度遞增內(nèi)存位置。通常必須從相對(duì)較慢的內(nèi)存中獲取指令，從而導(dǎo)致cpu 等待指令被饋送。這個(gè)問題主要在現(xiàn)代處理器的緩存和流水線架構(gòu)中得到解決。
解碼
cpu 根據(jù)從內(nèi)存中獲取的指令確定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被分解成有意義的片段。根據(jù)cpu 的指令集架構(gòu)(isa) 定義將值解釋為指令。指令值的一部分是操作碼(opcode)，表示要執(zhí)行哪些操作。其他值通常為指令提供必要的信息，例如加法運(yùn)算的運(yùn)算目標(biāo)。這種操作的目標(biāo)可以提供一個(gè)常量值（即立即值），或一個(gè)空間的可尋址值：一個(gè)暫存器或一個(gè)內(nèi)存地址，這取決于尋址模式。在舊的設(shè)計(jì)中，cpu 的指令解碼部分是一個(gè)不可更改的硬件設(shè)備。然而，在許多抽象復(fù)雜的cpu和指令集架構(gòu)中，往往會(huì)使用一個(gè)微程序來幫助將指令轉(zhuǎn)換為各種形式的信號(hào)。這些微程序通常可以在成品cpu 中重寫，以便于更改解碼指令。
實(shí)施
在獲取和解碼階段之后，接下來是執(zhí)行階段。在此階段，連接了能夠執(zhí)行所需計(jì)算的各種cpu 組件。例如，如果需要加法運(yùn)算，算術(shù)邏輯單元(alu) 將連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供要相加的值，輸出將包含求和的結(jié)果。 alu包含一個(gè)電路系統(tǒng)，可以很容易地在輸出端進(jìn)行簡單的常用運(yùn)算和邏輯運(yùn)算（如加法和位運(yùn)算）。如果加法運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果對(duì)于cpu 來說太大而無法處理，則可以在標(biāo)志寄存器中設(shè)置算術(shù)溢出標(biāo)志。
回信
最后一個(gè)階段，writeback，只是將執(zhí)行階段的結(jié)果以一定的格式寫回。運(yùn)算結(jié)果往往寫入cpu內(nèi)部的暫存器，供后續(xù)指令快速存取。在其他情況下，計(jì)算結(jié)果可能會(huì)寫入速度較慢但容量更大且成本更低的主內(nèi)存。某些類型的指令在不直接產(chǎn)生結(jié)果的情況下操縱程序計(jì)數(shù)器。這些通常稱為“跳轉(zhuǎn)”，會(huì)導(dǎo)致循環(huán)行為、條件執(zhí)行（通過條件跳轉(zhuǎn)）和程序中的函數(shù)。許多指令還會(huì)更改標(biāo)志寄存器的狀態(tài)位。這些標(biāo)志可以用來影響程序的行為，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常顯示各種操作的結(jié)果。例如，使用“比較”指令判斷兩個(gè)值的大小，并根據(jù)比較結(jié)果在符號(hào)寄存器中設(shè)置一個(gè)值。該標(biāo)志可以通過后續(xù)的跳轉(zhuǎn)指令來確定程序的移動(dòng)。指令執(zhí)行完畢，結(jié)果寫回后，程序計(jì)數(shù)器遞增，重復(fù)該過程，下一個(gè)指令周期正常取下一條順序指令。如果完成是跳轉(zhuǎn)指令，程序計(jì)數(shù)器將更新為跳轉(zhuǎn)到的指令地址，程序繼續(xù)正常執(zhí)行。許多復(fù)雜的cpu 可以一次獲取多條指令，對(duì)它們進(jìn)行解碼，然后同時(shí)執(zhí)行它們。本節(jié)一般涉及“經(jīng)典risc 流水線”，這些流水線實(shí)際上在許多使用簡單cpu（通常稱為微控制器）的電子設(shè)備中迅速普及。
基本結(jié)構(gòu)
cpu包括算術(shù)邏輯單元、寄存器單元和控制單元等。
邏輯單元
算術(shù)邏輯單元可以進(jìn)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算、移位運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，還可以進(jìn)行尋址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換。
注冊(cè)部分
寄存器部分，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。通用寄存器可分為定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)，用于存放指令中的寄存器操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。通用寄存器是中央處理器的重要組成部分，大部分指令都需要訪問通用寄存器。通用寄存器的寬度決定了計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)通路的寬度，其端口數(shù)往往影響內(nèi)部運(yùn)算的并行度。專用寄存器是執(zhí)行某些特殊操作所需的寄存器?？刂萍拇嫫魍ǔＳ糜谥甘緳C(jī)器執(zhí)行的狀態(tài)，或保存某些指針，包括處理狀態(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、條件代碼寄存器、異常處理寄存器和錯(cuò)誤檢測寄存器。有時(shí)，中央處理器中有一些緩存，用來臨時(shí)存放一些數(shù)據(jù)指令。緩存越大，cpu的計(jì)算速度越快。目前市場上的中高端中央處理器二級(jí)緩存在2m左右，高端cpu二級(jí)緩存在4m左右。
好了，cpu是什么啊(cpu是指電腦的什么)的介紹到這里就結(jié)束了，想知道更多相關(guān)資料可以收藏我們的網(wǎng)站。