以下哪些属于cpu的组成部分(cpu主要组成部分包括)
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cpu的组成是什么?第一,CPU的核心。从结构上讲,CPU的核心分为两部分运算器和控制器。(1)算术单元1。算术逻辑单元(ALU)主要对二进制数据进行定点算术运算(加、减、乘、除)、逻辑运算(与或异或)和移位运算。在某些CPU中,还有专门用于处理移位操作的移位器。ALU通常由两个输入和一个输出组成。该单元有时被称为IEU(整数执行单元)。我们通常所说的“XX位CPU”是指ALU能够处理的数据位数。2.浮点单元FPU(Floating Point Unit) FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些fpu也有向量运算的功能,有些则有专门的向量处理单元。3.通用寄存器组通用寄存器组是一组速度最快的存储器,用于存储操作数和运算的中间结果。针对x86指令集只支持8个通用寄存器的缺点,Intel最新的CPU采用了一种叫做“寄存器重命名”的技术,使得x86CPU突破了8个寄存器的限制,达到32个甚至更多。4.特殊寄存器。专用寄存器通常是一些状态寄存器,不能被程序改变。它们由CPU本身控制,以指示某种状态。(2)控制器的运算器只能完成运算,而控制器则用来控制整个CPU的工作。1.指令控制器指令控制器是控制器中非常重要的一部分。它需要完成取指令和分析指令的操作,然后交给执行单元(ALU或FPU)执行,需要形成下一条指令的地址。2.时序控制器时序控制器的作用是按时间顺序为每条指令提供控制信号。时序控制器包括时钟发生器和倍频定义单元,其中时钟发生器从石英晶体振荡器发出非常稳定的脉冲信号,是CPU的主频;倍频定义单元定义CPU的主频是内存频率(总线频率)的几倍。3.总线控制器总线控制器主要用于控制CPU的内部和外部总线,包括地址总线、数据总线、控制总线等。4.中断控制器中断控制器用于控制各种中断请求,将中断请求按优先级排队,交给CPU逐一处理。二、CPU的外核1、解码器(Decode Unit)这是x86CPU独有的设备。它的作用是将可变长度的x86指令转换成固定长度的指令,交给内核处理。解码分为硬件解码和微解码。对于简单的x86指令,需要硬件解码,速度更快,而对于复杂的x86指令,需要微解码,分成几个简单的指令,速度更慢,也更复杂。幸运的是,这些复杂的指令很少使用。2.一级缓存和二级缓存(Cache)一级缓存和二级缓存是为了缓解更快的CPU和更慢的内存之间的矛盾而产生的,缓存通常集成在CPU内核中,而二级缓存以OnDie或板载的形式运行速度比内存快。对于一些有大量数据交换的工作,CPU缓存尤为重要。三、指令系统要讲CPU,还要了解指令系统。指令系统是指一个CPU能够处理的所有指令的集合,是CPU的根本属性,因为指令系统决定了一个CPU能够运行什么样的程序。我们常说所有的CPU都是X86系列和兼容的CPU。X86指令集是美国英特尔公司为其第一个16位CPU(i8086)专门开发的。虽然随着CPU技术的不断发展,Intel相继开发了更新的i80386和i80486,直到今天的Pentium4系列。,为了保证计算机能够继续运行过去开发的各种应用程序,以保护和继承丰富的软件资源(如Windows系列),英特尔公司生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集。,除了Intel,AMD、Cyrix等厂商也相继生产出了可以使用X86指令集的CPU。因为这些CPU可以运行为Intel CPU开发的各种软件,计算机行业的人把这些CPU列为I
四。主要CPU技术分析1。流水线技术pipeline是InteI用于486芯片。装配线就像工业生产中的装配线一样工作。在CPU中,5~6个功能不同的电路单元组成一个指令处理流水线,然后一条X86指令被分成5~6步,分别由这些电路单元执行。,一条指令可以在一个CPU时钟周期内完成,从而提高了CPU的运行速度。2.超级流水线和超标量技术。超级流水线是指某些CPU的内部流水线超过了通常的5~6级。比如英特尔奔腾4的流水线就长达20步。流水线设计的步骤(阶段)越多,完成一条指令的速度就越快,可以适应工作频率更高的CPU。Supe rscalar意味着CPU中有一条以上的流水线,每个时钟周期可以完成一条以上的指令。这种设计被称为超标量技术。3.乱序执行(out-of-orderexecution)是指CPU采用的技术,允许开发多个指令,并按照程序指定的顺序发送到相应的电路单元进行处理。例如,程序的某个部分有7条指令。此时,CPU在分析了各个单元电路的空闲状态和各个指令是否可以提前执行的具体情况后,会立即将可以提前执行的指令发送给相应的电路执行。,每个单元没有按照规定的顺序执行指令后,相应的电路必须按照原程序规定的指令顺序重新排列运算结果,才能返回程序。这种将指令无序分解后再执行的操作方式,称为乱序执行(也称乱序执行)技术。采用乱序执行技术的目的是使CP U内部电路满负荷运行,相应提高CPU的运行速度。4.分支预测和推测执行技术分支预测和推测执行是CPU动态执行技术的主要内容,动态执行是目前CPU采用的最先进的技术之一。采用分支预测和动态执行的主要目的是提高CPU的运行速度。推测执行是基于分支预测的,分支预测程序分支与否后的处理是推测执行。5.指令的特殊扩展技术从最简单的计算机开始,指令序列就可以获取运算对象,并对其进行运算。对于大多数计算机来说,这些指令一次只能执行一次计算。如果需要完成一些并行操作,就要连续进行几次计算。这种计算机采用“单指令单数据”(SISD)处理器。CPU性能介绍中经常提到“扩展指令”或“特殊扩展”,是指CPU是否有对X86指令集的指令扩展。第一个扩展指令是InteI公司的“MMX”,然后是奔腾III的“SSE”,现在是奔腾4的SSE2指令集。五、CPU架构和封装方式(一)CPU架构CPU架构是根据CPU的安装插座的类型和规格来确定的。目前常用的CPU按其安装插座规格可分为Socket x和Slot x。以英特尔处理器为例,采用Socket架构的CPU分为Socket 370、Socket 423、Socket 478三种,分别对应英特尔PIII/赛扬处理器、P4 Socket 423处理器、P4 Socket 478处理器。Slot x架构CPU可分为Slot 1和Slot 2,由相应规格的Slot插槽安装。插槽1是早期英特尔PII、PIII和赛扬处理器采用的架构,插槽2是更大的插槽,专门用来安装P 和P 序列的至强。至强是一种专用于工作组服务器的CPU。(二)CPU的封装方法所谓封装,是指用来安装半导体集成电路芯片的外壳,通过芯片上的触点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚通过印刷电路板上的插槽连接到其他器件上。起到安装、固定、密封、保护芯片、增强电加热性能的作用。
CPU的封装方式取决于CPU的安装形式。一般Socket socket安装的CPU是PGA(网格阵列)封装,Slot X slot安装的CPU是SEC(单面插件盒)封装。1.PGA(Pin Grid Arrax)引脚网格阵列封装目前CPU的封装方式基本都是PGA封装,芯片下面有多层方形阵列引脚,每个方形阵列引脚都是沿着芯片外围一定距离排列的。它的管脚看起来像针,通过插件与电路板结合在一起。安装时,将芯片插入专用PGA插座。PGA封装的优点是插拔操作更方便,可靠性高,缺点是功耗较大。PGA衍生的包装方式也很多。最早的PGA封装适用于英特尔奔腾、英特尔奔腾PRO和Cxrix/IBM 6x86处理器。CPGA(陶瓷针栅Arrax)封装,适用于英特尔奔腾MMX、AMD K6、AMD K6-2、AMD K6 、威盛CX RIX 处理器;PPGA(塑料引脚网格阵列)封装,适用于英特尔赛扬处理器(插座370);FC-PGA(倒装芯片针脚栅格阵列)封装适用于Coppermine系列奔腾III、赛扬II和奔腾4处理器。2.SEC(单面插卡盒)封装Slot X架构的CPU不再采用陶瓷封装,而是采用金属外壳的印刷电路板,集成了处理器部件。SEC卡的塑料封装外壳称为SEC(Single Edgecontact Cartridge)单面插卡盒。这种SEC卡被设计成插入插槽X(大约是ISA插槽的大小)。的所有Slot X主板都有一个由两个塑料支架组成的固定装置,SEC卡可以从两个塑料支架之间插入Slot X插槽。其中,英特尔赛扬处理器(Slot 1)采用单边处理器(SEPP)封装;英特尔奔腾II采用SECC(单边接触连接器)封装;Intel的Pentium封装在SECC2中。
1.计算机中的CPU主要由()a组成。
关于组成,工作原理,数据流程等。CPU的内部结构可以分为几个主要部分,如控制单元、运算单元、存储单元和时钟。运算器是计算机处理数据的中心。它主要由算术逻辑单元、寄存器组和状态寄存器组成。ALU主要对二进制信息进行定点算术运算、逻辑运算和各种移位运算。通用寄存器组用于存储操作数和操作的中间结果。不同机器的状态寄存器有不同的规定。在程序中,状态位通常作为分支指令的判断条件。控制器是计算机的控制中枢,决定着计算机运行过程的自动化。它既保证了程序的正确执行,又能处理异常事件。通常,控制器包括指令控制逻辑、定时控制逻辑、总线控制逻辑和中断控制逻辑。指令控制逻辑应该完成提取、分析和执行指令的操作。时序控制逻辑应该为时序中的每个指令提供适当的控制信号。一般时钟脉冲是最基本的定时信号,是整机的时间基准,称为机器的主频。执行一条指令所需的时间称为一个指令周期,不同指令的周期可能不同。一般为了便于控制,根据指令的不同操作和控制性质,指令周期会分为几个不同的阶段,每个阶段为一个CPU周期。早期CPU和内存的速度差别不大,所以CPU周期通常和内存访问周期相同。后来随着CPU的发展,速度比内存快很多,所以CPU周期往往被定义为内存访问周期的几分之一。总线逻辑是服务于多个功能组件的信息通道的控制电路。就CPU而言,一般分为CPU与外界连接的内部总线和外部总线。外部总线有时也称为系统总线、前端总线(FSB)等。中断是指由于异常事件或一些随机事件需要立即处理,CPU暂时停止当前程序的执行,转而由另一个服务程序处理该事件,处理完毕后再返回原程序的过程。机器内部引起的中断称为陷阱(内部中断),外部设备引起的中断称为外部中断。
杯子是什么,用什么做的?和控制器。
CPU包括哪些部件?典型的CPU包括四个部分算术逻辑单元、寄存器、控制器和内部总线。
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