對CPU的深入理解

2021-10-14 12:06:17 字數 1035 閱讀 6992

在馮·諾伊曼體系結構下,程式和資料統一儲存,指令和資料需要從同一儲存空間訪問,經由同一匯流排傳輸,無法重疊執行。根據馮諾依曼體系,cpu的工作分為以下 5 個階段:

取指令指令解碼

執行指令

- 訪訪問數

- 結果寫回

1.訪訪問數階段(mem,memory),根據指令需要的資料訪問主存、讀取運算元,cpu得到運算元在主存中的位址,並從主存中讀取該運算元用於運算。部分指令不需要訪問主存,則可以跳過該階段。

2. 結果寫回階段(wb,write back),作為最後乙個階段,結果寫回階段把執行指令階段的執行結果資料寫回到某種儲存形式。結果資料一般會被寫到cpu的內部暫存器中,以便被後續的指令快速地訪問;許多指令還會改變程式狀態字暫存器中標誌位的狀態,這些標誌位標識著不同的操作結果,可被用來影響程式的動作。

算數邏輯單元 alu

主要能夠進行相關的邏輯運算,如:可以執行移位操作以及邏輯操作,除此之外還可以執行定點或浮點算術運算操作以及位址運算和轉換等命令,是一種多功能的運算單元。

各種暫存器

則是用來暫存指令、資料和位址的。

控制器則是主要用來對指令進行分析並且能夠發出相應的控制訊號

**處理器cpu由運算器控制器組成, 其中運算器包括算數邏輯單元(規則部分)和各種暫存器(資料部分)

cpu匯流排/內部匯流排指那些與cpu直接相連的區域性匯流排

系統匯流排/外部匯流排指那些和各種通用的擴充套件槽相接的區域性匯流排

主頻執行時鐘頻率,指cpu單位時間的運算次數

cpu的位數

處理器能夠一次性計算的浮點數的位數,通常情況下,cpu的位數越高,cpu 進行運算時候的速度就會變得越快

cpu的快取指令集

儲存在cpu內部的,主要指的是能夠對cpu的運算進行指導以及優化並與硬體結構相結合的程式

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