cpu内部结构有多少元件，CPU在内部结构上由哪几部分组成CPU应该具备哪些主要功能
来源：整理 编辑：亚灵电子网 2023-09-12 19:55:56
1，CPU在内部结构上由哪几部分组成CPU应该具备哪些主要功能
CPU内部结构上主要由控制器、运算器组成，其中还包括高速缓冲存储器及实现联系的数据、控制总线。控制器是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件。运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件，主要由算术逻辑部件、通用寄存器组和状态寄存器组成。CPU功能主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中，CPU是对计算机的所有硬件资源进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元，计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。扩展资料：CPU的分类可以按照指令集的方式将其分为RISC和CISC。RISC基于集成电路进行设计，不过不同的是它对于指令的数目以及寻址的方式进行了改进，使得实现的更加的容易， 指令的并行的执行程度更加的好，并且编译器的效率也变得越来越高。早期的计算机往往是CISC架构，需要使用较少的机器语言来完成所需要的计算任务。由于人们的需求越来越多，因此将更多的相对复杂指令加入到了指令系统中，这样能够使得计算机变得更加的智能化， 同时这使得计算机的处理效率有着很大的提升， 这也是RISC形成的原因。参考资料来源：百度百科-CPU参考资料来源：百度百科-控制器参考资料来源：百度百科-运算器
2，CPU由哪几部分组成
CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部分。 \x0d\x0a\x0d\x0a运算器是计算机对数据进行加工处理的中心，它主要由算术逻辑部件（ALU：Arithmetic and Logic Unit）、寄存器组和状态寄存器组成。ALU主要完成对二进制信息的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果。状态寄存器在不同的机器中有不同的规定，程序中，状态位通常作为转移指令的判断条件。 \x0d\x0a\x0d\x0a控制器是计算机的控制中心，它决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程序的正确执行，而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。 \x0d\x0a\x0d\x0a指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。一般时钟脉冲就是最基本的时序信号，是整个机器的时间基准，称为机器的主频。执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期，不同指令的周期有可能不同。一般为便于控制，根据指令的操作性质和控制性质不同，会把指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段就是一个CPU周期。早期CPU同内存在速度上的差异不大，所以CPU周期通常和存储器存取周期相同，后来，随着CPU的发展现在速度上已经比存储器快很多了，于是常常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。 \x0d\x0a\x0d\x0a总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。就CPU而言一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线，外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线（FSB）等。 \x0d\x0a\x0d\x0a中断是指计算机由于异常事件，或者一些随机发生需要马上处理的事件，引起CPU暂时停止现在程序的执行，转向另一服务程序去处理这一事件，处理完毕再返回原程序的过程。由机器内部产生的中断，我们把它叫做陷阱（内部中断），由外部设备引起的中断叫外部中断。
3，CPU的组成部件有哪些各有什么用
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。 \x0d\x0a\x0d\x0aCPU的逻辑单元 \x0d\x0a更细一点，从实现的功能方面看，CPU大致可分为如下八个逻辑单元： \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a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。 \x0d\x0a\x0d\x0a数据高速缓存 : 存储来自译码单元专门标记的数据，以备逻辑运算单元使用，同时还准备了分配到计算机不同部分的最终结果。
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