当前位置:懂科普 >

综合知识

> cpu结构

cpu结构

cpu结构

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件,运算器和控制部件等。

折叠运算逻辑部件: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。

折叠寄存器部件: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,它们用来保存指令中的。

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件,运算器和控制部件等。

折叠运算逻辑部件: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。

折叠寄存器部件: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,它们用来保存指令中的。

演示机型:华为MateBook X    系统版本:win10    

CPU可以划分成3个模块,分别是控制单元、运算单元和存储单元,这三部分由CPU内部总线连接起来。

其中,控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器、指令译码器ID和操作控制器OC等。

运算单元是运算器的核心,可以执行算术运算和逻辑运算,存储单元包括CPU片内缓存和寄存器组。

小编还为您整理了以下内容,可能对您也有帮助:

电脑CPU包括运算逻辑部件来自、寄存器部件和控制部件,其功能分别是:

1、运算逻逐务辑部件,可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映明也过程中临时存放的寄存器操作数和中间的操作结果;

3、控制部件,主要负责对指令译码,并发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

其他比较有用的内容推荐2:

1、运算逻辑部件,可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、寄存器来自部件,包括寄存器、专用寄存器和控推随灯全需山啊制寄存器。

通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,它们用重期棉济当步殖波来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间的操作结果。

3、控制部件,主要负责对指令译码,并发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

cpu由什么组成

CPU由控制单元、逻辑运算单元、存储单元所组成。

控制单元:英文是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。

逻辑部件:英文是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。

存储单元: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。通用寄存器是处理器的重要部件之一。

CPU的功能

1、指令控制:按照顺序进行取指操作,由控制器CU完成取指和分析指令的操作。

2、操作控制:能对指令进行译码、寄存、执行的有关操作。

3、时间控制:对各种操作进行的时间实施定时。

4、数据加工:能够进行算术运算和逻辑运算,该功能的实现由ALU寄存器(算术逻辑单元)完成。

5、处理中断:能够响应输入输出设备发出的中断请求。

CPU是由哪两个部分组成?

CPU是由运算器和控制器这两个部分组成的。

1、运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、求补等操作。

计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据通常送回存储器,或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。

2、控制器分组合逻辑控制器和微程序控制器,两种控制器各有长处和短处。组合逻辑控制器设计麻烦,结构复杂,一旦设计完成,就不能再修改或扩充,但它的速度快。

微程序控制器设计方便,结构简单,修改或扩充都方便,修改一条机器指令的功能,只需重编所对应的微程序;

要增加一条机器指令,只需在控制存储器中增加一段微程序,但是,它是通过执行一段微程。具体对比如下:组合逻辑控制器又称硬布线控制器,由逻辑电路构成,完全靠硬件来实现指令的功能。

扩展资料

CPU主要功能:

1、顺序控制:这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机工作的正确性。

2、操作控制:一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3、时间控制:就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地自动工作。

4、数据加工:即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。

参考资料来源:百度百科--CPU

CPU由哪几部分组成?

CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部分。 x0dx0ax0dx0a运算器是计算机对数据进行加工处理的中心,它主要由算术逻辑部件(ALU:Arithmetic and Logic Unit)、寄存器组和状态寄存器组成。ALU主要完成对二进制信息的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果。状态寄存器在不同的机器中有不同的规定,程序中,状态位通常作为转移指令的判断条件。 x0dx0ax0dx0a控制器是计算机的控制中心,它决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程序的正确执行,而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。 x0dx0ax0dx0a指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。一般时钟脉冲就是最基本的时序信号,是整个机器的时间基准,称为机器的主频。执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期,不同指令的周期有可能不同。一般为便于控制,根据指令的操作性质和控制性质不同,会把指令周期划分为几个不同的阶段,每个阶段就是一个CPU周期。早期CPU同内存在速度上的差异不大,所以CPU周期通常和存储器存取周期相同,后来,随着CPU的发展现在速度上已经比存储器快很多了,于是常常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。 x0dx0ax0dx0a总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。就CPU而言一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线,外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线(FSB)等。 x0dx0ax0dx0a中断是指计算机由于异常事件,或者一些随机发生需要马上处理的事件,引起CPU暂时停止现在程序的执行,转向另一服务程序去处理这一事件,处理完毕再返回原程序的过程。由机器内部产生的中断,我们把它叫做陷阱(内部中断),由外部设备引起的中断叫外部中断。

CPU的内部构造是什么样的?

一、物理构造 x0dx0a1、CPU内核: x0dx0aCPU的中间就是我们平时称作核心芯片或CPU内核的地方,这颗由单晶硅做成的芯片可以说是电脑的大脑了,所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这指甲盖大小的地方进行的。目前绝大多数CPU都采用了一种翻转内核的封装形式,也就是说平时我们所看到的CPU内核其实是这颗硅芯片的底部,它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的,这样的好处是能够使CPU内核直接与散热装置接触。这种技术也被使用在当今绝大多数的CPU上。而CPU核心的另一面,也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接。现在的CPU都有以千万计算的晶体管,它们都要连到外面的电路上,而连接的方法则是将每若干个晶体管焊上一根导线连到外电路上。例如Duron核心上面需要焊上3000条导线,而奔腾4的数量为5000条,用于服务器的64位处理器Itanium则达到了7500条。这么小的芯片上要安放这么多的焊点,这些焊点必须非常的小,设计起来也要非常的小心。由于所有的计算都要在很小的芯片上进行,所以CPU内核会散发出大量的热,核心内部温度可以达到上百度,而表面温度也会有数十度,一旦温度过高,就会造成CPU运行不正常甚至烧毁,因此很多电脑书籍或者杂志都会常常强调对CPU散热的重要性。 x0dx0ax0dx0a至于CPU内核的内部结构,就更为复杂了,CPU的基本运算操作有三种:读取数据、对数据进行处理、然后把数据写回到存储器上。对于由最简单的信息构成的数据,CPU只需要四个部分来实现它对数据的操作:指令、指令指示器、寄存器、算术逻辑单元,此外,CPU还包括一些协助基本单元完成工作的附加单元等。 x0dx0ax0dx0a2、CPU的基板: x0dx0aCPU基板就是承载CPU内核用的电路板,它负责内核芯片和外界的一切通讯,并决定这一颗芯片的时钟频率,在它上面,有我们经常在电脑主板上见到的电容、电阻,还有决定了CPU时钟频率的电路桥(俗称金手指),在基板的背面或者下沿,还有用于和主板连接的针脚或者卡式接口。 x0dx0ax0dx0a比较早期的CPU基板都是采用陶瓷制成的,目前AMD的Duron仍然采用这种材料,而最新的CPU,例如P3、Celeron2,Palomino内核的AthlonXP,都转用了有机物制造,它能提供更好的电气和散热性能。 x0dx0ax0dx0a最后,在CPU内核和CPU基板之间,还有一种填充物,这种填充物的作用是用来缓解来自散热器的压力以及固定芯片和电路基板,由于它连接着温度有较大差异的两个方面,所以必须保证十分的稳定,它的质量的优劣有时就直接影响着整个CPU的质量。 x0dx0ax0dx0a二、CPU封装方式和插座 x0dx0ax0dx0a1、CPU封装方式 x0dx0a设计制作好的CPU硅片将通过几次严格的测试,若合格就会送至封装厂切割、划分成用于单个CPU的硅模并置入到封装中。"封装"不但是给CPU穿上外衣,更是它的保护神,否则CPU的核心就不能与空气隔离和避免尘埃的侵害。此外,良好的封装设计还能有助于CPU芯片散热,并很好的让CPU与主板连接,因此封装技术本身就是高科技产品的组成部分。 x0dx0ax0dx0aCPU的封装也是一种不断发展与更新的技术。目前最常见的是PGA(Pin-Grid Array,针栅阵列)封装,通常这种封装是正方形的,或者是长方形的,在CPU的边缘周围均匀的分布着三、四排甚至更多排的引脚,引脚能插入主板CPU插座上对应的插孔,从而实现与主板的连接。随着CPU总线带度的增加(参阅后面的内容)、功能的增强,CPU的引脚数目也在不断地增多,同时对散热和各种电气特性的要求也更高,这就演化出了SPGA(Staggered Pin-Grid Array,交错针栅阵列),PPGA(Plastic Pin-Grid Array,塑料针栅阵列)等封装方式。 x0dx0ax0dx0a奔腾ⅢCoppermine(铜矿) CPU,以及AMD公司的部分产品采用了一种独特的FC-PGA(Flip Chip Pin-Grid Array,反转芯片针栅阵列)封装技术,把以往倒挂在封装基片下的核心翻转180度,稳坐于封装基片之上,这样可以缩短连线,并有利散热。 x0dx0ax0dx0a2、PU和主板连接方式 x0dx0aCPU和主板连接的接口,主要有两类有,一类是卡式接口,称为SLOT,卡式接口的CPU像我们经常用的各种扩展卡,例如显卡、声卡、网卡等,是竖立插到主板上的,当然主板上必须有对应SLOT插槽。另一类是针脚式接口,称为Socket,Socket接口的CPU有数百个针脚(因为针脚数目不同而称为Socket 478、Socket 462、Socket 423等),一一对应插在主板CPU插座的针孔上。CPU的接口和主板插座必须完全吻合,例如SLOT 1接口的CPU只能连在具备SLOT 1插槽的主板上,Socket 478接口的CPU只能连在具备Socket 478插座的主板上,也曾经出现过配备了两种插座的主板,例如精英双子星主板,就同时具备了SLOT 1插槽和Socket 370插座,但目前这类主板已经很少了.

CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能?

CPU内部结构上主要由控制器、运算器组成,其中还包括高速缓冲存储器及实现联系的数据、控制总线。控制器是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件。运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件,主要由算术逻辑部件、通用寄存器组和状态寄存器组成。

CPU功能主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中,CPU是对计算机的所有硬件资源进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元,计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

扩展资料:

CPU的分类可以按照指令集的方式将其分为RISC和CISC。

RISC基于集成电路进行设计,不过不同的是它对于指令的数目以及寻址的方式进行了改进,使得实现的更加的容易, 指令的并行的执行程度更加的好,并且编译器的效率也变得越来越高。早期的计算机往往是CISC架构,需要使用较少的机器语言来完成所需要的计算任务。

由于人们的需求越来越多,因此将更多的相对复杂指令加入到了指令系统中,这样能够使得计算机变得更加的智能化, 同时这使得计算机的处理效率有着很大的提升, 这也是RISC形成的原因。

参考资料来源:百度百科-CPU

参考资料来源:百度百科-控制器

参考资料来源:百度百科-运算器

cpu是什么和什么组成

CPU组成:运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。

cpu由什么组成?

01

cpu的组成:1、寄存器,用来暂存指令数据等处理对象;2、控制器,把内存上的指令、数据等读入寄存器;3、运算器,负责运算从内存读入寄存器的数据;4、时钟,负责发出CPU开始计时的时钟信号。

在计算机体系结构中,CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

cpu的组成:

1、寄存器,用来暂存指令数据等处理对象;

2、控制器,把内存上的指令、数据等读入寄存器;

3、运算器,负责运算从内存读入寄存器的数据;

4、时钟,负责发出CPU开始计时的时钟信号。

CPU包括哪些部分

CPU主要包括两大部件,运算器和控制器。运算器又主要是由算术逻辑单元和寄存器组成,控制器是控制单元等组成。

处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。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。

处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。

扩展资料:

CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。

从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有四个种类),而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended,此为AMD猜测的全称,Intel并没有说明词源)、SSE、SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SSE3、SSE4系列和AMD的3DNow!

通常会把CPU的扩展指令集称为”CPU的指令集”。SSE3指令集也是目前规模最小的指令集,此前MMX包含有57条命令,SSE包含有50条命令,SSE2包含有144条命令,SSE3包含有13条命令。

从586CPU开始,CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种,通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。其中内核电压的大小是根据CPU的生产工艺而定,一般制作工艺越小,内核工作电压越低;I/O电压一般都在1.6~5V。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题。

参考资料:百度百科-CPU

计算机cpu包括哪几部分组成?

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件组成。

知识延伸:

处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。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。

处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。

计算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定,而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。

CPU的结构

cpu的内部结构

1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)

ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础,辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路,在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的,这里就相当于工厂中的生产线,负责运算数据。

2.寄存器组 RS(Register Set或Registers)

RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方,里面保存着那些等待处理的数据,或已经处理过的数据,CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器,可以减少CPU访问内存的次数,从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限,寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的,分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途。通用寄存器的数目因微处理器而异。

3.控制单元(Control Unit)

正如工厂的物流分配部门,控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成,对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器IR中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器OC,按确定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。

4.总线(Bus)

就像工厂中各部位之间的联系渠道,总线实际上是一组导线,是各种公共信号线的集合,用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。直接和 CPU相连的总线可称为局部总线。其中包括: 数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus) 、控制总线CB(Control Bus)。其中,数据总线用来传输数据信息;地址总线用于传送CPU发出的地址信息;控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。

CPU的工作流程

由晶体管组成的CPU是作为处理数据和执行程序的核心,其英文全称是:Central Processing Unit,即处理器。首先,CPU的内部结构可以分为控制单元,逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储单元)中,最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。在这个过程中,我们注意到从控制单元开始,CPU就开始了正式的工作,中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理,交到存储单元代表工作的结束。

Core架构CPU内部结构示意图

英特尔微处理器现在的内部结构因不同的用途而异。包括“P5”结构的Pentium、“P6”结构的Pentium Pro/II/III、“NetBurst”结构的Pentium 4/D及至强,以及“Banias”结构的Pentium M与Core Duo。

在这种状况下,服务器和台式机与笔记本微处理器的内部结构是不同的。这种状况将于2006年3季度得到改善,届时将采用全新的统一架构“Core”。其结构示意图如下图所示。

指令行数由过去的3个增至4个。过去的双核产品每个内核分别配备自己的高速缓存。而Core结构则由2个CPU内核共享高速缓存。当内核使用相同地址空间的数据时,不再需要通过前端总线交换数据。除此之外,还追加了从内存中将数据预取至高速缓存的功能,以及一个时钟周期对128位数据包进行运算的SSE指令等。管线级数为14级。

标签: cpu
  • 文章版权属于文章作者所有,转载请注明 https://dongkepu.com/zonghezhishi/40r3o4.html