百科解釋
處理器是解釋并執(zhí)行指令的功能部件。每個(gè)處理器都有一個(gè)獨(dú)特的諸如ADD、STORE或LOAD這樣的操作集,這個(gè)操作集就是該處理器的指令系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者習(xí)慣將計(jì)算機(jī)稱為機(jī)器,所以該指令系統(tǒng)有時(shí)也稱作機(jī)器指令系統(tǒng),而書寫它們的二進(jìn)制語言叫做機(jī)器語言。注意,不要將處理器的指令系統(tǒng)與 BASIC或PASCAL這樣的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言中的指令相混淆。 指令由操作碼和操作數(shù)組成,操作碼指明要完成的操作功能,而操作數(shù)則表示操作的對(duì)象。例如,一條指令要完成兩數(shù)相加的操作,它就必須知道: (1)這兩個(gè)數(shù)是什么?(2)這兩個(gè)數(shù)在哪兒?當(dāng)這兩個(gè)數(shù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中時(shí),則應(yīng)有指明其位置的地址,所以如果操作數(shù)表示的是計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的數(shù)據(jù),則該操作數(shù)叫做地址。處理器的工作就是從存儲(chǔ)器中找到指令和操作數(shù),并執(zhí)行每個(gè)操作,完成這些工作后就通知存儲(chǔ)器送來下一條指令。 處理器以驚人的速度一遍又一遍地重復(fù)以上這一步步的操作。一個(gè)稱作時(shí)鐘的計(jì)時(shí)器準(zhǔn)確地發(fā)出定時(shí)電信號(hào),該信號(hào)為處理器工作提供有規(guī)律的脈沖。測(cè)量計(jì)算機(jī)速度的術(shù)語引自電子工程領(lǐng)域,稱作兆赫(MHz),兆赫意指每秒百萬個(gè)周期。例如,普通時(shí)鐘每秒一個(gè)滴答,而在8MHz的處理器中,計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘則滴答了8 百萬次。 處理器由兩個(gè)功能部件(控制部件和算邏部件)和一組稱作寄存器的特殊工作空間組成。 . 控制部件 控制部件是負(fù)責(zé)監(jiān)督整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的功能部件。有些方面它類似于智能電話交換機(jī),因?yàn)樗鼘⒂?jì)算機(jī)系統(tǒng)的各功能部件連結(jié)起來,并根據(jù)當(dāng)前執(zhí)行程序的需要控制每個(gè)部件完成操作。 控制部件從存儲(chǔ)器中取出指令,并確定其類型或?qū)χM(jìn)行譯碼,然后將每條指令分解成一系列簡(jiǎn)單的、很小的步驟或動(dòng)作。這樣,就可控制整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一步一步地操作。 . 算邏部件 算邏部件(ALU)是為計(jì)算機(jī)提供邏輯及計(jì)算能力的功能部件?刂撇考䦟(shù)據(jù)送到算邏部件中,然后由算邏部件完成執(zhí)行指令所需的算術(shù)或邏輯操作。 算術(shù)操作包括加、減、乘、除。邏輯操作完成比較,并根據(jù)結(jié)果選擇操作,例如,比較兩個(gè)數(shù)是否相等,如果相等,則繼續(xù)處理;如果不等,則停止處理。 . 寄存器 寄存器是處理器內(nèi)部的存儲(chǔ)單元。控制部件中的寄存器用來跟蹤正在運(yùn)行的程序的總體狀態(tài),它存儲(chǔ)如像當(dāng)前指令、下一條將執(zhí)行指令的地址以及當(dāng)前指令的操作數(shù)這樣一些信息。在算邏部件中,寄存器存放要進(jìn)行加、減、乘、除及比較的數(shù)據(jù)項(xiàng),而其它寄存器則存放算術(shù)及邏輯操作的結(jié)果。 影響處理器速度和性能的一個(gè)重要因素是寄存器的大小。字的大小這一術(shù)語(也稱字長(zhǎng))描述了操作數(shù)寄存器的大小,但它也可用來不那么嚴(yán)格地描述出入處理器的通道的大小,F(xiàn)在,通用計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)通常是8到64位。如果處理器的操作數(shù)寄存器是16位的,那么就稱該處理器是16位處理器。 2. 指令碼 數(shù)字計(jì)算機(jī)是通用的數(shù)字系統(tǒng)。一臺(tái)通用數(shù)字計(jì)算機(jī)可執(zhí)行各種微操作,并且還可以規(guī)定它必須執(zhí)行哪些特定的操作序列。該系統(tǒng)的用戶可通過程序控制處理過程,所謂程序是指定操作、操作碼及執(zhí)行處理序列的指令集合。通過編寫不同指令的新程序或者對(duì)相同指令輸入不同數(shù)據(jù),可以很簡(jiǎn)單地改變數(shù)據(jù)處理的任務(wù)。計(jì)算機(jī)的指令是指定計(jì)算機(jī)微操作序列的二進(jìn)制代碼。指令碼同數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中?刂破鲝拇鎯(chǔ)器中讀出每條指令,并將其存放在控制寄存器中,然后控制器解釋取出指令的二進(jìn)制代碼,并通過發(fā)出一系列控制操作來完成該指令。每臺(tái)通用計(jì)算機(jī)都有其獨(dú)有的指令系統(tǒng)。存儲(chǔ)并執(zhí)行指令的能力(存儲(chǔ)程序的概念)是通用計(jì)算機(jī)最重要的特性。 處理器:處理器(Center Processing Unit,簡(jiǎn)稱CPU)是手機(jī)的核心部件,手機(jī)中的微處理器類似計(jì)算機(jī)中的中央處理器(CPU),它是整臺(tái)手機(jī)的控制中樞系統(tǒng),也是邏輯部分的控制核心。微處理器通過運(yùn)行存儲(chǔ)器內(nèi)的軟件及調(diào)用存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫,達(dá)到對(duì)手機(jī)整體監(jiān)控的目的。凡是要處理的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過CPU來完成,手機(jī)各個(gè)部分管理等都離不開微處理器這個(gè)司令部的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)指揮。隨著集成電路生產(chǎn)技術(shù)及工藝水平的不斷提高,手機(jī)中微處理器的功能越來越強(qiáng)大,如在微處理器中集成先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等。處理器的性能決定了整部手機(jī)的性能。 主頻:處理器主頻是衡量手機(jī)CPU性能高低的一個(gè)重要技術(shù)參數(shù),幾乎所有的人在選購時(shí)都將它作為一個(gè)參考值!肮ぷ黝l率”又稱為“主頻”,頻率越高,表明指令的執(zhí)行速度越快,指令的執(zhí)行時(shí)間也就越短,對(duì)信息的處理能力與效率就高。這里要對(duì)初學(xué)者說的是,處理器的工作頻率并不能完全決定其工作性能,設(shè)計(jì)方法、運(yùn)行環(huán)境等這些都是性能好壞的重要因素。目前現(xiàn)在主流手機(jī)上使用的CPU主頻有104MHz、160MHZ、200MHZ、220MHz以及400MHz不等。 中央處理器,或簡(jiǎn)稱為處理器,英文縮寫為CPU,即Central Processing Unit,是電子計(jì)算機(jī)(港譯-電子計(jì)算器)的主要設(shè)備之一,其功能主要是解譯計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU為電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)提供了基本的數(shù)字計(jì)算特性。CPU、存儲(chǔ)設(shè)備和輸入/輸出設(shè)備是現(xiàn)代微型電腦的三大核心部件。由集成電路制造的CPU通常稱為微型處理器。從20世紀(jì)70年代中期開始,單芯片微型處理器幾乎取代了所有其他類型的CPU,今天CPU這個(gè)術(shù)語幾乎成為了所有微型處理器的代稱。 “中央處理器”這個(gè)名稱,常規(guī)上來講,用來描述一系列可以執(zhí)行復(fù)雜的電腦程序的邏輯機(jī)械。這個(gè)空泛的定義很容易的將在“CPU”這個(gè)名稱被普遍使用之前的早期的計(jì)算機(jī)也包括在內(nèi)。無論如何,至少從20世紀(jì)60年代早期開始(Weik 1961),這個(gè)名稱及其縮寫已開始在電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。盡管與早期相比,“中央處理器”在物理形態(tài),設(shè)計(jì)制造和具體任務(wù)的執(zhí)行上有了戲劇化的發(fā)展,但是其基本的操作原理一直沒有改變。 早期的中央處理器通常是為大型及特定應(yīng)用的計(jì)算機(jī)(港譯-電子計(jì)算機(jī))而訂制。但是,這種昂貴為特定應(yīng)用定制CPU的方法很大程度上已經(jīng)讓位于開發(fā)便宜、標(biāo)準(zhǔn)化、適用于一個(gè)或多個(gè)目的的處理器類。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)始于由單個(gè)晶體管組成的大型機(jī)和微機(jī)年代,隨著集成電路(英文integrated circuit(IC)的出現(xiàn)而加速。IC使得更為復(fù)雜的CPU可以在很小的空間中設(shè)計(jì)和制造(在微米的量級(jí))。CPU的標(biāo)準(zhǔn)化和小型化都使得這一類數(shù)字設(shè)備(港譯-電子零件)在現(xiàn)代生活中的出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有限應(yīng)用專用的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代微處理器出現(xiàn)在包括從汽車到手機(jī)到兒童玩具在內(nèi)的各種物品中。 CPU的組成 運(yùn)算器:算數(shù)、邏輯(部件:算數(shù)邏輯單元、累加器、暫存器組、路徑轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)總線) 控制器:復(fù)位、使能(部件:計(jì)數(shù)器、指令暫存器、指令解碼器、狀態(tài)暫存器、時(shí)序產(chǎn)生器、微操作信號(hào)發(fā)生器)
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