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中央处理器由哪几个部件构成的

归档日期:09-04       文本归类:指令处理部件      文章编辑:爱尚语录

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  展开全部作为系统功能与运算中心的CPU,其由哪些基本组成部分构成?这些基本构成部分又分别起什么作用?本文简单探讨CPU的基础知识,以期能让朋友们对CPU的运作机制有更直观的了解。

  从功能上看,一般CPU的内部结构可分为:控制单元、逻辑运算单元、存储单元(包括内部总线和缓冲器)三大部分。其中控制单元完成数据处理整个过程中的调配工作,逻辑单元则完成各个指令以便得到程序最终想要的结果,存储单元就负责存储原始数据以及运算结果。浑然一体的配合使得CPU拥有了强大的功能,可以完成包括浮点、多媒体等指令在内的众多复杂运算,也为数字时代加入了更多的活力。

  指令高速缓存,俗称指令寄存器 : 它是芯片上的指令仓库,有了它CPU就不必停下来查找计算机内存中的指令,从而大幅提高了CPU的运算速度。

  译码单元,俗称指令译码器 : 它负责将复杂的机器语言指令解译成运算逻辑单元(ALU)和寄存器能够理解的简单格式,就像一位外交官。

  控制单元 : 既然指令可以存入CPU,而且有相应指令来完成运算前的准备工作,背后自然有一个扮演推动作用的角色——它便是负责整个处理过程的操作控制器。根据来自译码单元的指令,它会生成控制信号,告诉运算逻辑单元(ALU)和寄存器如何运算、对什么进行运算以及对结果进行怎样的处理。

  寄存器 : 它对于CPU来说非常的重要,除了存放程序的部分指令,它还负责存储指针跳转信息以及循环操作命令,是运算逻辑单元(ALU)为完成控制单元请求的任务所使用的数据的小型存储区域,其数据来源可以是高速缓存、内存、控制单元中的任何一个。

  逻辑运算单元(ALU) : 它是CPU芯片的智能部件,能够执行加、减、乘、除等各种命令。此外,它还知道如何读取逻辑命令,如或、与、非。来自控制单元的讯息将告诉运算逻辑单元应该做些什么,然后运算单元会从寄存器中间断或连续提取数据,完成最终的任务。

  预取单元 : CPU效能发挥对其依赖非常明显,预取命中率的高低直接关系到CPU核心利用率的高低,进而带来指令执行速度上的不同。根据命令或要执行任务所提出的要求,何时时候,预取单元都有可能从指令高速缓存或计算机内存中获取数据和指令。当指令到达时,预取单元最重要的任务就是确保所有指令均排列正确,然后发送给译码单元。

  总线单元 : 它就像一条高速公路,快速完成各个单元间的数据交换,也是数据从内存流进和流出CPU的地方。

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