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cpu負責存儲和執行用戶程序

發布時間: 2023-02-08 01:46:22

A. 計算機內負責解釋執行程序的部件被稱為CPU嗎

cpu只負責執行程序,不負責解釋,解釋是工作在內存中的軟體乾的事情,實現代碼層到硬體層的解釋,具體如何解釋,要涉及到很復雜的編譯原理。

B. cup所有的計算、存儲、處理數據操作都由什麼執行

CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令,放入指令寄存器,並對指令解碼。這是一個非常復雜的過程。它把指令分解成一系列的微操作,然後發出各種控制命令,執行微操作系列,從而完成一條指令的執行。指令是計算機規定執行操作的類型和操作數的基本命令。指令是由一個位元組或者多個位元組組成,其中包括操作碼欄位、一個或多個有關操作數地址的欄位以及一些表徵機器狀態的狀態字以及特徵碼。有的指令中也直接包含操作數本身。


提取


第一階段,提取,從存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程序計數器(program counter)指定存儲器的位置。(程序計數器保存供識別程序位置的數值。換言之,程序計數器記錄了cpu在程序里的蹤跡。)


解碼


cpu根據存儲器提取到的指令來決定其執行行為。在解碼階段,指令被拆解為有意義的片段。根據cpu的指令集架構(isa)定義將數值解譯為指令。一部分的指令數值為運算碼(opcode),其指示要進行哪些運算。其它的數值通常供給指令必要的信息,諸如一個加法(addition)運算的運算目標。


執行


在提取和解碼階段之後,緊接著進入執行階段。該階段中,連接到各種能夠進行所需運算的cpu部件。


例如,要求一個加法運算,算術邏輯單元(alu,arithmetic logic
unit)將會連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值,而輸出將含有總和的結果。alu內含電路系統,易於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產生一個對該cpu處理而言過大的結果,在標志暫存器里可能會設置運算溢出(arithmetic
overflow)標志。


寫回


最終階段,寫回,以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進cpu內部的暫存器,以供隨後指令快速存取。在其它案例中,運算結果可能寫進速度較慢,但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些類型的指令會操作程序計數器,而不直接產生結果。這些一般稱作「跳轉」(jumps),並在程式中帶來循環行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式。許多指令會改變標志暫存器的狀態位元。這些標志可用來影響程式行為,緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如,以一個「比較」指令判斷兩個值大小,根據比較結果在標志暫存器上設置一個數值。這個標志可藉由隨後跳轉指令來決定程式動向。在執行指令並寫回結果之後,程序計數器值會遞增,反覆整個過程,下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。

C. cpu是什麼東西

CPU是中央處理器(Central Processing Unit)的縮寫。中央處理器是一塊超大規模的集成電路,是一台計算機的運算核心和控制核心。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。

中央處理器主要包括運算器和高速緩沖存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的匯流排。它與內部存儲器和輸入/輸出設備合稱為電子計算機三大核心部件。

CPU依靠指令來自計算和控制系統,每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標,指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。

(3)cpu負責存儲和執行用戶程序擴展閱讀

1、CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令,放入指令寄存器,並對指令解碼。它把指令分解成一系列的微操作,然後發出各種控制命令,執行微操作系列,從而完成一條指令的執行。

2、計算機的性能在很大程度上由CPU的性能決定,而CPU的性能主要體現在其運行程序的速度上。影響運行速度的性能指標包括CPU的工作頻率、Cache容量、指令系統和邏輯結構等參數。

參考資料

網路--中央處理器

D. cpu主要用來儲存程序和數據

如果學過計算機的都知道,CPU主要的功能是計算並處理數據,一般計算機的工作原理是這樣的,計算機所有的文件和指令文件全部存放在電腦硬碟中,當計算機需要處理文件或運行軟體的時候,CPU會發出指令通過系統匯流排傳輸給硬碟,硬碟通過磁頭掃描磁軌將對應的文件和指令讀取出來,傳輸給內存,放入內存中,然後內存將指令傳輸給CPU外圍一個叫做高速緩存的地方,然後在進入CPU,由CPU計算後給出輸出指令集,這樣計算機的處理結果就出來了。

計算機存儲文件並不在CPU內,斷電或關機後,CPU正在處理的東西將會丟失。計算機存儲的文件全部放在內存中。另外,CPU是一個硬體,只要主板可以兼容某個CPU,那麼CPU是可以移植到其他電腦上繼續使用的。
內存也被稱為內存儲器,其功能是用於暫時存放CPU中的運算數據,以及與硬碟等外部存儲器交換的數據。內存條是由內存晶元、電路板、內存顆粒、金手指等部分組成的。

硬碟是用來儲存平時安裝的軟體、電影、游戲、音樂等的一個數據容器.在一台電腦中,硬碟的作用僅次於CPU和內存。主要功能是存儲操作系統、程序以及數據。

CPU用來解釋計算機指令以及處理計算機中的數據

CPI 用於衡量計算機的運算速度.

顯卡作為電腦主機里的一個重要組成部分,是電腦進行數模信號轉換的設備,承擔輸出顯示圖形的任務。在科學計算中,顯卡被稱為顯示加速卡。主要功能用於數模信號轉換、圖像處理、提高CPU運行速度。

E. cpu是用來幹嘛的,主要工作是什麼

中央處理器(central processing unit,簡稱CPU)作為計算機系統的運算和控制核心,是信息處理、程序運行的最終執行單元。CPU自產生以來,在邏輯結構、運行效率以及功能外延上取得了巨大發展。

F. 電腦CPU的工作原理

CPU的工作分為 5 個階段:取指令階段、指令解碼階段、執行指令階段、訪存取數和結果寫回。

1、取指令(IF,instruction fetch),即將一條指令從主存儲器中取到指令寄存器的過程。

2、指令解碼階段(ID,instruction decode),取出指令後,指令解碼器按照預定的指令格式,對取回的指令進行拆分和解釋,識別區分出不同的指令類 別以及各種獲取操作數的方法。

3、執行指令階段(EX,execute),具體實現指令的功能。CPU的不同部分被連接起來,以執行所需的操作。

4、訪存取數階段(MEM,memory),根據指令需要訪問主存、讀取操作數,CPU得到操作數在主存中的地址,並從主存中讀取該操作數用於運算。

5、結果寫回階段(WB,write back),作為最後一個階段,結果寫回階段把執行指令階段的運行結果數據「寫回」到某種存儲形式。

(6)cpu負責存儲和執行用戶程序擴展閱讀:

CPU的根本任務就是執行指令,對計算機來說最終都是一串由「0」和「1」組成的序列。CPU從邏輯上可以劃分成3個模塊,分別是控制單元、運算單元和存儲單元,這三部分由CPU內部匯流排連接起來。

1、控制單元是整個CPU的指揮控制中心,由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令解碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等,對協調整個電腦有序工作極為重要。

2、運算單元,是運算器的核心。可以執行算術運算(包括加減乘數等基本運算及其附加運算)和邏輯運算(包括移位、邏輯測試或兩個值比較)。

3、存儲單元,包括CPU片內緩存和寄存器組,是CPU中暫時存放數據的地方,裡面保存著那些等待處理的數據,或已經處理過的數據,CPU訪問寄存器所用的時間要比訪問內存的時間短。

G. 什麼是CPU

CPU就是中央處理器包括運算器和控制器負責程序運行。
在向大家介紹CPU詳細的情形之前,務必要讓大家弄清楚到底CPU是什麼?它到底有那些重要的性能指標呢?
CPU的英文全稱是Central
Processing
Unit,我們翻譯成中文也就是中央處理器。CPU(微型機系統)從雛形出現到發壯大的今天(下文會有交代),由於製造技術的越來越現今,在其中所集成的電子元件也越來越多,上萬個,甚至是上百萬個微型的晶體管構成了CPU的內部結構。那麼這上百萬個晶體管是如何工作的呢?看上去似乎很深奧,其實只要歸納起來稍加分析就會一目瞭然的,CPU的內部結構可分為控制單元,邏輯單元和存儲單元三大部分。而CPU的工作原理就象一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(指令),經過物資分配部門(控制單元)的調度分配,被送往生產線(邏輯運算單元),生產出成品(處理後的數據)後,再存儲在倉庫(存儲器)中,最後等著拿到市場上去賣(交由應用程序使用)。
CPU作為是整個微機系統的核心,它往往是各種檔次微機的代名詞,如往日的286、386、486,到今日的奔騰、奔騰二、K6等等,CPU的性能大致上也就反映出了它所配置的那部微機的性能,因此它的性能指標十分重要。在這里我們向大家簡單介紹一些CPU主要的性能指標:
第一、主頻,倍頻,外頻。經常聽別人說:「這個CPU的頻率是多少多少。。。。」其實這個泛指的頻率是指CPU的主頻,主頻也就是CPU的時鍾頻率,英文全稱:CPU
Clock
Speed,簡單地說也就是CPU運算時的工作頻率。一般說來,主頻越高,一個時鍾周期裡面完成的指令數也越多,當然CPU的速度也就越快了。不過由於各種各樣的CPU它們的內部結構也不盡相同,所以並非所有的時鍾頻率相同的CPU的性能都一樣。至於外頻就是系統匯流排的工作頻率;而倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數。三者是有十分密切的關系的:主頻=外頻x倍頻。
第二:內存匯流排速度,英文全稱是Memory-Bus
Speed。CPU處理的數據是從哪裡來的呢?學過一點計算機基本原理的朋友們都會清楚,是從主存儲器那裡來的,而主存儲器指的就是我們平常所說的內存了。一般我們放在外存(磁碟或者各種存儲介質)上面的資料都要通過內存,再進入CPU進行處理的。所以與內存之間的通道棗內存匯流排的速度對整個系統性能就顯得很重要了,由於內存和CPU之間的運行速度或多或少會有差異,因此便出現了二級緩存,來協調兩者之間的差異,而內存匯流排速度就是指CPU與二級(L2)高速緩存和內存之間的通信速度。
第三、擴展匯流排速度,英文全稱是Expansion-Bus
Speed。擴展匯流排指的就是指安裝在微機系統上的局部匯流排如VESA或PCI匯流排,我們打開電腦的時候會看見一些插槽般的東西,這些就是擴展槽,而擴展匯流排就是CPU聯系這些外部設備的橋梁。
第四:工作電壓,英文全稱是:Supply
Voltage。任何電器在工作的時候都需要電,自然也會有額定的電壓,CPU當然也不例外了,工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。早期CPU(286棗486時代)的工作電壓一般為5V,那是因為當時的製造工藝相對落後,以致於CPU的發熱量太大,弄得壽命減短。隨著CPU的製造工藝與主頻的提高,近年來各種CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢,以解決發熱過高的問題。
第五:地址匯流排寬度。地址匯流排寬度決定了CPU可以訪問的物理地址空間,簡單地說就是CPU到底能夠使用多大容量的內存。16位的微機我們就不用說了,但是對於386以上的微機系統,地址線的寬度為32位,最多可以直接訪問4096
MB(4GB)的物理空間。而今天能夠用上1GB內存的人還沒有多少個呢(伺服器除外)。
第六:數據匯流排寬度。數據匯流排負責整個系統的數據流量的大小,而數據匯流排寬度則決定了CPU與二級高速緩存、內存以及輸入/輸出設備之間一次數據傳輸的信息量。
第七:協處理器。在486以前的CPU裡面,是沒有內置協處理器的。由於協處理器主要的功能就是負責浮點運算,因此386、286、8088等等微機CPU的浮點運算性能都相當落後,相信接觸過386的朋友都知道主板上可以另外加一個外置協處理器,其目的就是為了增強浮點運算的功能。自從486以後,CPU一般都內置了協處理器,協處理器的功能也不再局限於增強浮點運算,含有內置協處理器的CPU,可以加快特定類型的數值計算,某些需要進行復雜計算的軟體系統,如高版本的AUTO
CAD就需要協處理器支持。
第八:超標量。超標量是指在一個時鍾周期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想像的,只有Pentium級以上CPU才具有這種超標量結構;486以下的CPU屬於低標量結構,即在這類CPU內執行一條指令至少需要一個或一個以上的時鍾周期。
第九:L1高速緩存,也就是我們經常說的一級高速緩存。在CPU裡面內置了高速緩存可以提高CPU的運行效率,這也正是486DLC比386DX-40快的原因。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大,容量越大,性能也相對會提高不少,所以這也正是一些公司力爭加大L1級高速緩沖存儲器容量的原因。不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成,結構較復雜,在CPU管芯面積不能太大的情況下,L1級高速緩存的容量不可能做得太大。
第十:採用回寫(Write
Back)結構的高速緩存。它對讀和寫操作均有效,速度較快。而採用寫通(Write-through)結構的高速緩存,僅對讀操作有效.
第十一:動態處理。動態處理是應用在高能奔騰處理器中的新技術,創造性地把三項專為提高處理器對數據的操作效率而設計的技術融合在一起。這三項技術是多路分流預測、數據流量分析和猜測執行。動態處理並不是簡單執行一串指令,而是通過操作數據來提高處理器的工作效率。
動態處理包括了棗1、多路分流預測:通過幾個分支對程序流向進行預測,採用多路分流預測演算法後,處理器便可參與指令流向的跳轉。它預測下一條指令在內存中位置的精確度可以達到驚人的90%以上。這是因為處理器在取指令時,還會在程序中尋找未來要執行的指令。這個技術可加速向處理器傳送任務。2、數據流量分析:拋開原程序的順序,分析並重排指令,優化執行順序:處理器讀取經過解碼的軟體指令,判斷該指令能否處理或是否需與其它指令一道處理。然後,處理器再決定如何優化執行順序以便高效地處理和執行指令。3、猜測執行:通過提前判讀並執行有可能需要的程序指令的方式提高執行速度:當處理器執行指令時(每次五條),採用的是「猜測執行」的方法。這樣可使奔騰II處理器超級處理能力得到充分的發揮,從而提升軟體性能。被處理的軟體指令是建立在猜測分支基礎之上,因此結果也就作為「預測結果」保留起來。一旦其最終狀態能被確定,指令便可返回到其正常順序並保持永久的機器狀態。

H. cpu主要用來存儲程序和數據對不對

不對,CPU是處理數據的核心,硬碟才是用來存儲程序和數據的