cpu的主要功能有哪些(cpu的主要功能有哪些特点)

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本文目录一览:

cpu的主要功能是什么

cpu的主要功能是:主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。中央处理器主要包括两个部分,即控制器、运算器,其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入/输出设备。

中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。中央处理器(CPU),是电子计算机的主要设备之一,电脑中的核心配件。

性能衡量指标:

对于CPU而言,影响其性能的指标主要有主频、CPU的位数、CPU的缓存指令集、CPU核心数和IPC(每周期指令数)。所谓CPU的主频,指的就是时钟频率,它直接的决定了CPU的性能,可以通过超频来提高CPU主频来获得更高性能。

而CPU的位数指的就是处理器能够一次性计算的浮点数的位数,通常情况下,CPU的位数越高,CPU进行运算时候的速度就会变得越快。21世纪20年代后个人电脑使用的CPU一般均为64位,这是因为64位处理器可以处理范围更大的数据并原生支持更高的内存寻址容量,提高了人们的工作效率。

而CPU的缓存指令集是存储在CPU内部的,主要指的是能够对CPU的运算进行指导以及优化的硬程序。一般来讲,CPU的缓存可以分为一级缓存、二级缓存和三级缓存,缓存性能直接影响CPU处理性能。部分特殊职能的CPU可能会配备四级缓存。

以上内容参考:百度百科-中央处理器

CPU是什么东西,有什么功能?

CPU,全称 Central Processing Unit,中央计算单元,取首字母缩写为CPU,核心技术是利用硅的半导体特性,制作出极其微小密集的大规模集成电路,从而实现计算,最简单的理解方式就是,计算器。

你输入1+1的时候他会帮你算出2,电脑也是这样的过程,你鼠标进行操作,他反馈出你想要的结果,内部过程非常复杂,但归根结底都是CPU来计算的。

扩展资料:

主要功能:

1.处理指令

英文Processing instructions;这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性。

2.执行操作

英文Perform an action;一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3.控制时间

英文Control time;时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地工作。

4.处理数据

即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据, 并执行指令。在微型计算机中又称微处理器,计算机的所有操作都受CPU控制,CPU的性能指标直接决定了微机系统的性能指标。

CPU具有以下4个方面的基本功能:数据通信,资源共享,分布式处理,提供系统可靠性。运作原理可基本分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写(Writeback)。

参考资料:中央处理器-百度百科

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CPU的功能是什么?

中央处理器

1CPU的功能和组成

1.1CPU的功能

一旦把程序装入内存存储器,就可以由计算机来自动完成取出指令和执行指令的任务。专门用来完成此项工作的计算机部件称为中央处理器,通常简称CPU。

CPU对整个计算机系统的运行是极其重要的,它有以下四方面的基本功能:

(1)指令控制 程序的顺序控制,称为指令系统。由于程序是一个指令序列,这些指令的相互顺序不能任意颠倒,必有须严格按控制规定的顺序进行,因此,保证机器按顺序执行是CPU的基本任务。

(2)操作控制 一条指令的功能往往是由若干个操作信号的组合来实现的,因此,CPU管理并产生内存取出的每条指令的操作信号,把各种信号送往相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

(3)时间控制 对各种操作实施时间上的定时,称为时间控制。因为在计算机中,各种指令的操作信号均受到时间的严格定时。另一方面,一条指令的整个执行过程也受到时间的严格定时。只有这样,计算机才能有条不紊地自动工作。

(4)数据格式 所谓数据加工,就是对数据进行算术运算和逻辑运算处理。完成数据的加工处理,是CPU的基本任务。因为,原始信息只有加工处理后才能对人们有用。

1.2CPU的基本组成

传统的CPU由运算器和控制器两大部分组成。但随着技术进步,现在CPU的基本部分变成了运算器、cache和控制器三大部分。

(1)控制器 由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,它是发布命令的“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。控制器的主要功能有:内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置;对指令进行译码或测试,并产生相应的操作控制信号,以便启动规定的动作;指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间的数据流动方向。

(2)运算器 由算术逻辑单元(ALU)、累加寄存器、数据缓冲控制器和状态条件寄存器组成,它是数据加工处理的部件。相对于控制器而言,运算器接受控制器的命令而进行动作,即运算器所进行的全部操作都是由控制器发出信号来指挥的,所以它是执行部件。运算器械有两个功能:执行所有的算术运算;执行所有的逻辑运算,并进行逻辑测试,如零测试值或两个值的比较。通常,一个算术操作产生一个运算结果,而一个逻辑操作则产生一个判决。

微程序设计技术是利用软件方法设计操作控制器的一门技术,具有规范性、灵活性、可维护性等一系列优点,因而在计算机设计中得到了广泛应用,并取代了早期的硬布线技术。但随着VISI技术的发展和对机器速度的要求,硬布线逻辑思想又得到了重视。硬布线控制器的基本思想:某一微操作控制信号是指令操作码译码输出、时序信号和状态条件信号的逻辑函数,即用布尔代数写出逻辑表达式,然后用门电路、触发器等器件实现。

2.指令周期

CPU每取出并执行一条指令,都要完成一系列的操作,这一系列操作所需的时间通常叫做一个指令周期。更简单地说,指令周期是取出并执行一条指令的时间。由于各种指令的操作功能不同,有的简单,有的复杂,因此各种指令的指令周期是尽相同的。例如,一条访问指令的指令周期,同一条非访问指令的指令周期是不相同。

指令周期常常用若干个CPU周期数来表示,CPU周期也称为机器周期。由于CPU内部的操作速度较快,而CPU访问一次内存所花的时间较长,因此通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。这就是说,一条指令的取出阶段(通常称为取指)需要一个CPU周期。而一个CPU周期时间又包含有若干时钟周期(通常称为节拍脉冲或T周期,它是处理操作的最基本单位。)

3.流水CPU

流水CPU是以时间并行为原理构造的处理器,这是一种非常经济而实用的并行技术。目前高性能处理器几乎无一例外地使用了流水技术。流水技术主要的问题是资源相关、数据相关和控制相关,为此采用相应的技术对策。才能保证流水线畅通而不断流。

现代流水计算机,其中CPU按流水线方式组织,通常由三大部分组成:指令部件、指令队列、执行部件。这三个功能部件可以组成一个3流水线。

指令部件本身又构成一个流水线,即指指令流水线,它由取指令、指令译码、计算机操作数地址、取操作数等几个过程段组成。

指令队列是一个先进先出(FIFO)的寄存器栈,用于存放经过译码的指令和取来的操作数。它也是由若干个过程组成的流水线。

执行部件可以具有多少个算术逻辑运算部件,这些部件本身又用流水线方式构成。

为了使用储存器的存取时间能与流水线的其他各过程段的速度匹配,一般配采用多体交差存储器。

一个计算机系统可以在不同的并行等级上采用流水线技术。常见流水线形式有:

指令流水线 指指令步骤的并行。将指令流的处理过程分为取指令、译码、取操作数、执行、写回等几个并行处理的过程段。目前,几乎所有的高性能计算机都采用了指令流水线。

算术流水线 指运算操作步骤并行。如流水加法器、流水乘法器、流水除法器等。

外理机流水线 又称宏流水线,是指程序步骤的并行。

4.RISC CPU与多媒体CPU

RISC CPU是继承CISC的成功技术,并在克服CISC机器缺点的基础上发展起来 的。RISC机器的三个基本要素:(1)一个有限的简单指令集;(2)CPU配备大量的能用寄存器;(3)强调指令流水线的优化。注意,RISC机器一定是流水CPU,但是流水CPU不一定是RISC机器。

多媒体CPU是带MMX技术的处理器。MMX是一种多媒体扩展结构技术,特别适合于图像数据处理,极大提高了计算机在多媒体和通信应用的功能。多媒体CPU以新一代奔腾CPU为代表,开始采用单指令流多数据的新型结构。

cpu是用来干嘛的,主要工作是什么

CPU的主要功能有四种,分别是顺序控制、操作控制、时间控制、数据加工。主要工作是把程序装入主存储器(简称主存)中,由CPU自动地完成从主存取指令和执行指令的任务。程序是由指令构成的序列,执行程序就是按指令序列逐条执行指令。

1、顺序控制:这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机工作的正确性。

2、操作控制:一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3、时间控制:时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地自动工作。

4、数据加工:即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。

拓展资料:

中央处理器(CPU,英语:Central Processing Unit / Processor),是电子计算机的主要设备之一,电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。电脑中所有操作都由CPU负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。

CPU主要有哪些功能

其功能主要是:解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。中央处理器主要包括两个部分,即控制器、运算器,其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。

电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入/输出设备。中央处理器的功效主要为处理指令、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(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是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和GPU的比较:

GPU即图像处理器,CPU和GPU的工作流程和物理结构大致是类似的,相比于CPU而言,GPU的工作更为单一。在大多数的个人计算机中,GPU仅仅是用来绘制图像的。

如果CPU想画一个二维图形,只需要发个指令给GPU,GPU就可以迅速计算出该图形的所有像素,并且在显示器上指定位置画出相应的图形。由于GPU会产生大量的热量,所以通常显卡上都会有独立的散热装置。

CPU有强大的算术运算单 元,可以在很少的时钟周期内完成算术计算。同时,有很大的缓存可以保存很多数据在里面。

此外,还有复杂的逻辑控制单元,当程序有多个分支的时候, 通过提供分支预测的能力来降低延时。GPU是基于大的吞吐量设计,有很多的算术运算单元和很少的缓存。

参考资料来源:百度百科-cpu

cpu的功能有哪些?

cpu即中央处理器,是计算机的运算核心和控制核心。虽然大家天天使用电脑,但是对于cpu却不尽了解,那么cpu的功能有哪些呢?

cpu的功能有哪些

1、处理指令:处理指令是指控制程序中指令的执行顺序,程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机系统工作的正确性。

2、执行操作:执行操作是一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的,CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3、控制时间:时间控制就是对各种操作实施时间上的定时,在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制,只有这样,计算机才能有条不紊地工作。

4、处理数据:即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据,并执行指令,在微型计算机中又称微处理器,计算机的所有操作都受CPU控制,CPU的性能指标直接决定了微机系统的性能指标,CPU具有以下4个方面的基本功能,一是数据通信,二是资源共享,三是分布式处理,四是提供系统可靠性。

关于cpu的功能有哪些的相关内容就介绍到这里了。

  • 发表于 2023-03-20 10:43
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