Apakah komponen yang membentuk CPU?

Komponen yang membentuk CPU termasuk "kalkulator" dan "pengawal". CPU (Unit Pemprosesan Pusat) terutamanya terdiri daripada dua bahagian: 1. Unit aritmetik merujuk kepada komponen dalam komputer yang melakukan pelbagai operasi aritmetik dan logik, antaranya unit logik aritmetik adalah sebahagian daripada teras pemprosesan pusat; pengawal merujuk kepada Peranti induk yang menukar pendawaian litar utama atau litar kawalan dalam urutan yang telah ditetapkan dan menukar nilai rintangan dalam litar untuk mengawal permulaan, peraturan kelajuan, brek dan arah songsang motor.

Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem Windows 7, komputer Dell G3.

Komponen yang membentuk CPU termasuk "pengendali" dan "pengawal".

Unit pemprosesan pusat (CPU), sebagai teras pengkomputeran dan kawalan sistem komputer, ialah unit pelaksanaan terakhir untuk pemprosesan maklumat dan pelaksanaan program. Sejak penciptaan CPU, pembangunan hebat telah dicapai dalam struktur logik, kecekapan operasi dan lanjutan fungsi.

Unit pemprosesan pusat (CPU) ialah salah satu peranti utama komputer elektronik dan komponen teras komputer. Fungsinya terutamanya untuk mentafsir arahan komputer dan memproses data dalam perisian komputer. CPU ialah komponen teras komputer yang bertanggungjawab membaca arahan, menyahkodnya dan melaksanakannya. Unit pemprosesan pusat terutamanya terdiri daripada dua bahagian, iaitu pengawal dan unit aritmetik , yang memainkan peranan penting dalam meningkatkan fungsi keseluruhan komputer dan dapat merealisasikan percambahan pelbagai fungsi seperti kawalan daftar, operasi logik, dan penghantaran isyarat dan penerimaan , meletakkan asas yang baik untuk meningkatkan prestasi komputer.

Operator

Operator merujuk kepada komponen dalam komputer yang melakukan pelbagai operasi aritmetik dan logik Unit logik aritmetik adalah sebahagian daripada teras pemprosesan pusat.

(1) Unit Logik Aritmetik (ALU). Unit logik aritmetik merujuk kepada litar logik gabungan yang boleh merealisasikan beberapa set operasi aritmetik dan operasi logik Ia merupakan bahagian penting dalam pemprosesan pusat. Operasi unit logik aritmetik adalah terutamanya operasi aritmetik dua bit, seperti penambahan, penolakan dan pendaraban. Semasa proses operasi, unit logik aritmetik terutamanya melakukan operasi aritmetik dan logik menggunakan arahan komputer Secara umumnya, ALU boleh memainkan peranan baca masuk dan baca keluar langsung, yang secara khusus dicerminkan dalam pengawal pemproses, memori dan input. dan peranti output , input dan output dilaksanakan berdasarkan bas. Arahan input mengandungi perkataan arahan, termasuk kod operasi, kod format, dsb.

(2) Daftar pertengahan (IR). Panjangnya ialah 128 bit, dan panjang sebenar ditentukan oleh operan. IR memainkan peranan penting dalam arahan "push and fetch" Semasa pelaksanaan arahan ini, kandungan ACC dihantar ke IR, kemudian operan diambil ke ACC, dan kemudian kandungan IR ditolak ke tindanan.

(3) Pengumpul operasi (ACC). Daftar semasa umumnya adalah akumulator tunggal dengan panjang 128 bit. Untuk ACC, ia boleh dianggap sebagai penumpuk panjang berubah-ubah. Dalam proses menerangkan arahan, ungkapan panjang ACC secara amnya berdasarkan nilai ACS, dan panjang ACS berkaitan secara langsung dengan panjang ACC. Menggandakan atau mengurangkan separuh panjang ACS juga boleh dianggap sebagai menggandakan atau mengurangkan separuh panjang ACC .

(4) Daftar deskriptor (DR). Ia digunakan terutamanya untuk menyimpan dan mengubah suai deskriptor. Panjang DR ialah 64 bit Untuk memudahkan pemprosesan struktur data, penggunaan deskriptor memainkan peranan penting. [2]

(5) B daftar. Ia memainkan peranan penting dalam pengubahsuaian arahan. Panjang daftar B ialah 32 bit Ia boleh menyimpan jumlah pengubahsuaian alamat semasa proses pengubahsuaian alamat hanya boleh diubah suai dengan deskriptor. Deskriptor menunjuk kepada elemen pertama dalam tatasusunan, jadi untuk mengakses elemen lain dalam tatasusunan harus memerlukan pengubahsuai. Untuk tatasusunan, ia terdiri daripada data yang sama saiz atau elemen yang sama dan disimpan secara berterusan Kaedah capaian biasa ialah deskriptor vektor, kerana alamat dalam deskriptor vektor ialah alamat bait, jadi apabila meneruskan Semasa penukaran. proses, alamat asas perlu ditambah dahulu. Untuk kerja penukaran, ia dilaksanakan secara automatik oleh perkakasan Dalam proses ini, perhatian khusus mesti diberikan kepada penjajaran untuk mengelakkan melebihi sempadan tatasusunan.

Pengawal

Pengawal ialah pusat saraf komputer, mengarahkan semua komponen dalam mesin berfungsi dalam penyelarasan automatik. Di bawah kawalan pengawal, komputer secara automatik boleh melakukan satu siri operasi mengikut langkah yang ditetapkan oleh program untuk menyelesaikan tugas tertentu.

Pengawal merujuk kepada peranti induk yang menukar pendawaian litar utama atau litar kawalan dalam urutan yang telah ditetapkan dan menukar nilai rintangan dalam litar untuk mengawal permulaan, peraturan kelajuan, brek dan arah songsang motor. Pengawal terdiri daripada daftar status program PSR, daftar status sistem SSR, PC kaunter program, daftar arahan, dll. Sebagai "mekanisme membuat keputusan", tugas utamanya adalah untuk mengeluarkan arahan dan memainkan peranan penyelarasan dan arahan dalam operasi daripada keseluruhan sistem komputer. Terdapat dua kategori utama kawalan: pengawal logik gabungan dan pengawal mikroprogram Kedua-dua bahagian mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri. Antaranya, struktur pengawal logik kombinasi adalah agak kompleks, tetapi kelebihannya ialah ia lebih cepat reka bentuk pengawal mikroprogram mempunyai struktur yang mudah, tetapi apabila mengubah suai fungsi arahan mesin, keseluruhan program mikro perlu diprogramkan semula.

Komponen utama di dalam pengawal adalah seperti berikut:

• ①Daftar arahan: menyimpan arahan yang diperoleh daripada ingatan.

• ②Penyahkod: Terjemah kod operasi dalam arahan kepada isyarat kawalan.

• ③ Penjana denyutan masa: Menghasilkan isyarat denyutan nadi pemasaan untuk menjadikan komputer berfungsi secara berirama dan teratur.

• ④ Komponen kawalan operasi: gabungkan isyarat kawalan untuk mengawal setiap komponen bagi menyelesaikan operasi yang sepadan.

• ⑤Kaunter arahan: Kira dan tunjukkan alamat arahan seterusnya.

Pengetahuan lanjutan: Cara CPU berfungsi

Seni bina Von Neumann ialah asas komputer moden. Di bawah seni bina ini, program dan data disimpan secara seragam Arahan dan data perlu diakses dari ruang storan yang sama dan dihantar melalui bas yang sama, dan tidak boleh dilaksanakan secara bertindih. Menurut sistem von Neumann, kerja CPU dibahagikan kepada lima peringkat berikut: peringkat pengambilan arahan, peringkat penyahkodan arahan, peringkat pelaksanaan arahan, akses memori dan tulis semula keputusan.

• Pengambilan arahan (JIKA, pengambilan arahan) ialah proses mengambil arahan daripada ingatan utama ke daftar arahan. Nilai dalam kaunter program menunjukkan lokasi arahan semasa dalam ingatan utama. Apabila arahan diambil, nilai dalam pembilang program (PC) akan dinaikkan secara automatik mengikut panjang perkataan arahan.

• Peringkat penyahkod arahan (ID, penyahkod arahan), selepas mengambil arahan, penyahkod arahan membelah dan mentafsir arahan yang diambil mengikut format arahan yang telah ditetapkan, dan mengenal pasti dan membezakannya kategori arahan dan pelbagai kaedah mendapatkan operan ditunjukkan. Pemproses CISC moden menggunakan pemisahan untuk meningkatkan keselarian dan kecekapan.

• Fasa arahan pelaksanaan (EX, laksana), secara khusus melaksanakan fungsi arahan. Bahagian CPU yang berlainan disambungkan untuk melaksanakan operasi yang diperlukan.

• Fasa capaian (MEM, memori), mengikut arahan perlu mengakses memori utama dan membaca operan, CPU mendapat alamat operan dalam ingatan utama, dan membaca operan daripada ingatan utama Operan dibaca masuk dan digunakan untuk operasi. Sesetengah arahan tidak memerlukan akses kepada memori utama, jadi peringkat ini boleh dilangkau.

• Peringkat tulis belakang keputusan (WB, tulis balik), sebagai peringkat terakhir, peringkat tulis belakang hasil "menulis kembali" data hasil larian peringkat arahan pelaksanaan ke beberapa borang simpanan . Data hasil biasanya ditulis ke daftar dalaman CPU supaya ia boleh diakses dengan cepat dengan arahan seterusnya juga mengubah status bit bendera dalam daftar perkataan status program ini menandakan hasil operasi yang berbeza dan boleh Digunakan untuk mempengaruhi tindakan program.

Selepas arahan dilaksanakan dan data keputusan ditulis semula, jika tiada kejadian yang tidak dijangka (seperti limpahan hasil, dll.) berlaku, komputer akan memperoleh alamat arahan seterusnya daripada pembilang program dan mulakan arahan baharu Selepas satu pusingan gelung, arahan seterusnya akan diambil secara berurutan dalam kitaran arahan seterusnya. Banyak CPU kompleks boleh mengambil berbilang arahan serentak, menyahkodnya dan melaksanakannya serentak.

Untuk lebih banyak pengetahuan berkaitan, sila lawati ruangan Soalan Lazim!

Atas ialah kandungan terperinci Apakah komponen yang membentuk CPU?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!