• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.物理结构
  • 3.1.逻辑部件
  • 3.2.寄存器
  • 3.3.控制部件
  • 4.发展历史
  • 4.1.第一阶段
  • 4.2.第二阶段
  • 4.3.第三阶段
  • 4.4.第四阶段
  • 4.5.第五阶段
  • 4.6.第六阶段
  • 5.主要功能
  • 5.1.处理指令
  • 5.2.执行操作
  • 5.3.控制时间
  • 5.4.处理数据
  • 6.工作过程
  • 6.1.检索指令
  • 6.2.解码线路
  • 6.3.执行阶段
  • 6.4.结果写回
  • 7.性能参数
  • 7.1.时钟频率
  • 7.2.基准频率
  • 7.3.总线频率
  • 7.4.倍频系数
  • 7.5.缓存大小
  • 8.制造工艺
  • 9.指令系统
  • 9.1.CISC
  • 9.2.RISC
  • 9.3.IA-64
  • 10.处理技术
  • 10.1.多线程
  • 10.2.多核心
  • 10.3.SMP
  • 10.4.NUMA
  • 10.5.乱序执行
  • 10.6.分枝技术
  • 10.7.控制器
  • 11.产品选购
  • 11.1.核数选择
  • 11.2.防假指南
  • 12.常见故障
  • 12.1.使用率高
  • 12.2.占用过高
  • 12.3.忽高忽低
  • 13.参考资料

中央处理器

计算机系统的运算和控制核心

中央处理器(Central Processing Unit),简称CPU,是1971年推出的一个计算机的运算核心和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元1

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中央处理器包含运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等,并具有处理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能。在中央处理器芯片上,晶体管之间有微电缆联接,通过该微电缆实现晶体管之间的传导12

基本信息

  • 中文名

    中央处理器

  • 英文名

    Central Processing Unit

  • 简称

    CPU

  • 发行时间

    1971年3

  • 厂商

    Intel AMDVIA 龙芯 全美达

  • 功能

    信息处理、程序运行的最终执行单元

  • 所属类别

    计算机系统的执行单元

物理结构

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等4

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。

寄存器

中央处理器

寄存器部件,包括通用寄存器、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操作的并行性。

专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制寄存器(CR0~CR3)用于控制和确定处理器的操作模式以及当前执行任务的特性。CR0中含有控制处理器操作模式和状态的系统控制标志;CR1保留不用;CR2含有导致页错误的线性地址;CR3中含有页目录表物理内存基地址.

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(3~5)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。

发展历史

中央处理器

计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上,每当一款新型的微处理器出现时,就会带动计算机系统的其他部件的相应发展,如计算机体系结构的进一步优化,存储器存取容量的不断增大、存取速度的不断提高,外围设备的不断改进以及新设备的不断出现等。