Que comprend une unité centrale de traitement ?

L'unité centrale de traitement comprend : une unité arithmétique et un contrôleur. L'unité arithmétique fait référence au composant de l'ordinateur qui effectue diverses opérations arithmétiques et logiques. L'unité arithmétique et logique fait partie du noyau de traitement central ; le contrôleur fait référence à la modification du câblage du circuit principal ou du circuit de commande et à la modification de la valeur de la résistance. le circuit dans une séquence prédéterminée. Le dispositif maître qui contrôle le démarrage, la régulation de la vitesse, le freinage et l'inversion du moteur.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

L'unité centrale de traitement (CPU) est l'un des principaux dispositifs des ordinateurs électroniques et le composant principal des ordinateurs. Sa fonction est principalement d'interpréter les instructions informatiques et de traiter les données dans les logiciels informatiques. Le processeur est le composant central de l'ordinateur chargé de lire les instructions, de les décoder et de les exécuter. L'unité centrale de traitement se compose principalement de deux parties, à savoir le contrôleur et l'unité arithmétique, qui comprennent également la mémoire cache et le bus de données et de contrôle qui réalisent la connexion entre elles. Les trois composants principaux d'un ordinateur électronique sont le processeur, la mémoire interne et les périphériques d'entrée/sortie. Les fonctions de l'unité centrale de traitement consistent principalement à traiter les instructions, à effectuer des opérations, à contrôler le temps et à traiter les données.

Dans l'architecture informatique, le processeur est l'unité matérielle de base qui contrôle et alloue toutes les ressources matérielles de l'ordinateur (telles que la mémoire, les unités d'entrée et de sortie) et effectue les opérations générales. Le CPU est le cœur de calcul et de contrôle de l’ordinateur. Les opérations de toutes les couches logicielles du système informatique seront éventuellement mappées aux opérations du processeur via le jeu d'instructions.

Pour l'unité centrale de traitement, elle peut être considérée comme un circuit intégré à grande échelle, et sa tâche principale est de traiter et de traiter diverses données. La capacité de stockage des ordinateurs traditionnels est relativement petite, ce qui rend difficile le traitement de données à grande échelle et l'effet de traitement est relativement faible. Avec le développement rapide du niveau technologique de l'information en Chine, des ordinateurs à processeur haute configuration sont apparus. Les processeurs haute configuration sont utilisés comme centres de contrôle et jouent un rôle important dans l'amélioration de la structure et du fonctionnement des processeurs informatiques. La partie centrale de l'unité centrale de traitement est le contrôleur et l'unité arithmétique, qui jouent un rôle important dans l'amélioration du fonctionnement global de l'ordinateur. Il peut réaliser la prolifération de multiples fonctions telles que le contrôle des registres, les opérations logiques et la transmission et la réception des signaux. , jetant une bonne base pour améliorer les performances de l'ordinateur.

Les circuits intégrés jouent un rôle dans la régulation des signaux au sein de l'ordinateur, en exécutant différentes tâches de commande selon les instructions de l'utilisateur. L'unité centrale de traitement est un circuit intégré à très grande échelle. Il se compose d'unités arithmétiques, de contrôleurs, de registres, etc., comme le montre la figure ci-dessous. L'opération clé réside dans le traitement et le traitement de divers types de données.

Les ordinateurs traditionnels ont une petite capacité de stockage et sont inefficaces pour gérer des ensembles de données à grande échelle. La nouvelle génération d'ordinateurs utilise des processeurs à haute configuration comme centre de contrôle, et le processeur dispose d'une grande marge d'amélioration en termes de structure et de fonction. L'unité centrale de traitement utilise des unités arithmétiques et des contrôleurs comme principaux dispositifs et se développe progressivement vers de multiples fonctions telles que les opérations logiques, le contrôle des registres, le codage des programmes et la transmission et la réception des signaux. Ceux-ci accélèrent l’optimisation et la mise à niveau des performances de contrôle du processeur.

Partie principale

Opérateur

L'opérateur fait référence à diverses opérations arithmétiques dans les ordinateurs et les composants pour la logique opérations opérationnelles, où l'unité arithmétique et logique fait partie du cœur de traitement central.

(1) Unité arithmétique et logique (ALU). L'unité logique arithmétique fait référence à un circuit logique combinatoire qui peut réaliser plusieurs ensembles d'opérations arithmétiques et d'opérations logiques. C'est une partie importante du traitement central. Les opérations de l'unité arithmétique et logique sont principalement des opérations arithmétiques sur deux bits, telles que l'addition, la soustraction et la multiplication. Pendant le processus de fonctionnement, l'unité arithmétique et logique effectue principalement des opérations arithmétiques et logiques à l'aide d'instructions informatiques. D'une manière générale, l'ALU peut jouer le rôle de lecture et de lecture directes, ce qui se reflète spécifiquement dans le contrôleur du processeur, la mémoire et l'entrée. et les périphériques de sortie, d'entrée et de sortie sont implémentés en fonction du bus. La commande d'entrée contient un mot d'instruction, comprenant le code d'opération, le code de format, etc.

(2) Registre intermédiaire (IR). Sa longueur est de 128 bits et sa longueur réelle est déterminée par les opérandes. IR joue un rôle important dans l'instruction "push and fetch" Lors de l'exécution de cette instruction, le contenu de ACC est envoyé à IR, puis l'opérande est récupéré à ACC, puis le contenu de IR est poussé sur la pile.

(3) Accumulateur de fonctionnement (ACC). Les registres actuels sont généralement des accumulateurs uniques d'une longueur de 128 bits. Pour l'ACC, il peut être considéré comme un accumulateur de longueur variable. Dans le processus de description des instructions, la longueur de l'ACC est généralement exprimée en fonction de la valeur de l'ACS, et la longueur de l'ACS est directement liée à la longueur de l'ACC. Doubler ou diviser par deux la longueur de l'ACS peut également être considéré comme un doublement ou une réduction de moitié de la longueur de l'ACC.

(4) Registre de descripteurs (DR). Il est principalement utilisé pour stocker et modifier des descripteurs. La longueur du DR est de 64 bits Afin de simplifier le traitement de la structure des données, l'utilisation de descripteurs joue un rôle important.

(5)B s'inscrire. Il joue un rôle important dans la modification des instructions. La longueur du registre B est de 32 bits. Il peut enregistrer la quantité de modification d'adresse pendant le processus de modification d'adresse. L'adresse de la mémoire principale ne peut être modifiée qu'avec un descripteur. Le descripteur pointe vers le premier élément du tableau, donc l'accès aux autres éléments du tableau devrait nécessiter des modificateurs. Pour les tableaux, ils sont composés de données de même taille ou d'éléments de même taille et sont stockés en continu. La méthode d'accès courante est le descripteur vectoriel, car l'adresse dans le descripteur vectoriel est une adresse d'octet, donc lors de la conversion. processus, les adresses de base doivent d’abord être ajoutées. Pour le travail de conversion, il est principalement mis en œuvre automatiquement par le matériel. Dans ce processus, une attention particulière doit être portée à l'alignement pour éviter de dépasser les limites du tableau.

Contrôleur

Le contrôleur fait référence à la modification du câblage du circuit principal ou du circuit de commande dans une séquence prédéterminée et à la modification de la valeur de résistance dans le circuit pour contrôler le démarrage, régulation de vitesse, dispositif maître de freinage et de marche arrière. Le contrôleur est composé du registre d'état du programme PSR, du registre d'état du système SSR, du compteur de programme PC, du registre d'instructions, etc. En tant que « mécanisme de prise de décision », sa tâche principale est d'émettre des commandes et de jouer un rôle de coordination et de commandement dans l'opération. de l’ensemble du système informatique. Il existe deux principales catégories de contrôle : les contrôleurs logiques combinatoires et les contrôleurs microprogrammés. Les deux parties ont leurs propres avantages et inconvénients. Parmi eux, la structure du contrôleur logique combinatoire est relativement complexe, mais son avantage est qu'elle est plus rapide ; la conception du contrôleur microprogrammé a une structure simple, mais lors de la modification de la fonction d'une instruction machine, l'ensemble du microprogramme doit être reprogrammé.

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