CPU的工作原理
CUP是中央處理器，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。下面是小編分享的CPU的工作原理，一起來(lái)看一下吧。
CPU根據(jù)存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中取出指令，放入指令寄存器，并對(duì)指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，我們接著看發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，根據(jù)而完成一條指令的執(zhí)行。
指令是計(jì)算機(jī)規(guī)定執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)的基本命令。指令是由一個(gè)字節(jié)或者多個(gè)字節(jié)組成，其中包括操作碼字段、一個(gè)或多個(gè)有關(guān)操作數(shù)地址的字段還有多數(shù)表征機(jī)器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征碼。有的指令中也直接包含操作數(shù)本身。
1.提取
第一階段，提取，根據(jù)存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器中檢索指令(為數(shù)值或一系列數(shù)值)。由程序計(jì)數(shù)器(Program Counter)指定存儲(chǔ)器的位置，程序計(jì)數(shù)器保存供識(shí)別目前程序位置的數(shù)值。換言之，程序計(jì)數(shù)器記錄了CPU在目前程序里的蹤跡。
提取指令之后，程序計(jì)數(shù)器根據(jù)指令長(zhǎng)度增加存儲(chǔ)器單元。指令的提取必須常常根據(jù)比較較慢的存儲(chǔ)器尋找，所以導(dǎo)致CPU等候指令的送入。這種疑問(wèn)主要被論及在現(xiàn)代處理器的快取和管線化架構(gòu)。
2.解碼
CPU根據(jù)存儲(chǔ)器提取到的指令來(lái)決定其執(zhí)行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)(ISA)定義用數(shù)值解譯為指令。
一部分的指令數(shù)值為運(yùn)算碼(Opcode)，其指示要進(jìn)行哪些運(yùn)算。別的的數(shù)值一般供給指令需要的信息，諸如一個(gè)加法(Addition)運(yùn)算的運(yùn)算目標(biāo)。我們接著看的運(yùn)算目標(biāo)也許提供一個(gè)常數(shù)值(即立即值)，或是一個(gè)空間的定址值：暫存器或存儲(chǔ)器位址，以定址模式?jīng)Q定。
在舊的設(shè)計(jì)中，CPU里的指令解碼部分是不能夠改變的硬件設(shè)備。但是在眾多抽象且復(fù)雜的CPU和指令集架構(gòu)中，一個(gè)微程序時(shí)經(jīng)常使用來(lái)幫助轉(zhuǎn)換指令為各種形態(tài)的訊號(hào)。這些微程序在已成品的CPU中往往能夠重寫(xiě)，方便變更解碼指令。
3.執(zhí)行
在提取和解碼階段之后，接著進(jìn)入執(zhí)行階段。該階段中，連接到各種能夠進(jìn)行所需運(yùn)算的CPU部件。
4.寫(xiě)回
最后階段，寫(xiě)回，以必須格式用執(zhí)行階段的結(jié)果簡(jiǎn)單的寫(xiě)回。運(yùn)算結(jié)果經(jīng)常被寫(xiě)進(jìn)CPU內(nèi)部的暫存器，以供隨后指令快速存取。在別的案例中，運(yùn)算結(jié)果可能寫(xiě)進(jìn)速度較慢，但空間較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會(huì)操作程序計(jì)數(shù)器，而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些那么稱作“跳轉(zhuǎn)”(Jumps)，并在程式中帶著循環(huán)行為、條件性執(zhí)行(透過(guò)條件跳轉(zhuǎn))和函式。
很多指令也會(huì)改變標(biāo)志暫存器的狀態(tài)位元。這些標(biāo)志可用來(lái)影響程式行為，因?yàn)樗鼈儠r(shí)常顯出各種運(yùn)算結(jié)果。
CPU是電腦的核心組成部分，可以說(shuō)電腦特別是微型電腦的快速發(fā)展過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就是CPU從低級(jí)向高級(jí)、從簡(jiǎn)單向復(fù)雜發(fā)展的過(guò)程。
【CPU的工作原理】相關(guān)文章：
電腦CPU工作原理的知識(shí)簡(jiǎn)介09-20
cpu術(shù)語(yǔ)大全12-06
手機(jī)cpu的作用03-18
CPU的超頻測(cè)試08-22
CPU降溫的妙招07-29
CPU的性能排名03-22
電腦cpu詳解及intel和AMD CPU的性能對(duì)比07-27
制氧機(jī)的工作原理04-08
cpu設(shè)置超頻的方法04-01
手機(jī)CPU性能排行03-20