1、處理器是什么原理（處理器是什么）

2、大家好，很多人還不知道處理器是什么?，F(xiàn)在讓我們來看看！

3、1.CPU從內(nèi)存或緩存中取出指令，將其放入指令寄存器，并對指令進行解碼。它將指令分解成一系列微操作，然后發(fā)出各種控制命令執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。指令是計算機指定要執(zhí)行的操作的類型和操作數(shù)的基本命令。一條指令由一個或多個字節(jié)組成，包括一個操作碼字段，一個或多個與操作數(shù)地址相關(guān)的字段，以及一些指示機器狀態(tài)的狀態(tài)字和特征碼。有些指令還直接包含操作數(shù)本身。

4、2.繪畫

5、3.在第一階段，fetch從內(nèi)存或緩存中檢索指令(數(shù)值或一系列數(shù)值)。的內(nèi)存位置由程序計數(shù)器指定，該計數(shù)器保存用于標識當(dāng)前程序位置的值。換句話說，程序計數(shù)器記錄了當(dāng)前程序中CPU的蹤跡。指令取出后，程序計數(shù)器根據(jù)指令長度增加存儲單元。指令的獲取必須總是從相對較慢的存儲器中找到，因此導(dǎo)致CPU等待指令被發(fā)送進來。這個問題主要在現(xiàn)代處理器的緩存和流水線架構(gòu)中討論。

6、4.翻譯

7、5.根據(jù)CPU從內(nèi)存中提取的指令執(zhí)行。在解碼階段，指令被分解成有意義的段。根據(jù)CPU的指令集架構(gòu)(ISA)定義，數(shù)值被解釋為指令。該值的一部分是操作碼，它指示要執(zhí)行哪些操作。其他值通常為指令提供必要的信息，例如加法的運算目標。這個操作目標可以提供一個常數(shù)值(即立即值)或一個空間地址值：寄存器或存儲器地址，這由地址模式?jīng)Q定。在舊的設(shè)計中，CPU的指令解碼部分是一個不可改變的硬件設(shè)備。然而，在許多抽象和復(fù)雜的CPU和指令集架構(gòu)中，微程序通常用于幫助將指令轉(zhuǎn)換為各種信號。這些微程序往往可以在成品CPU中重寫，方便更改解碼指令。

8、6.執(zhí)行

9、7.在提取和解碼階段之后，接著是執(zhí)行階段。在這個階段，它連接到可以執(zhí)行所需操作的各種CPU組件。例如，如果需要加法，算術(shù)邏輯單元(ALU)將連接到一組輸入和一組輸出。提供了要相加的值，輸出將包含求和結(jié)果。ALU包含一個電路系統(tǒng)，使輸出可以很容易地進行簡單的普通運算和邏輯運算(如加法和位運算)。如果加法的結(jié)果對于CPU處理來說太大，可以在標志寄存器中設(shè)置算術(shù)溢出標志。

10、8.回答

11、9.最后是寫回，簡單的用某種格式寫回執(zhí)行階段的結(jié)果。操作的結(jié)果通常被寫入CPU的內(nèi)部寄存器，以便后續(xù)指令可以快速訪問它。在其他情況下，計算結(jié)果可能會寫入速度較慢，但容量更大，成本更低的主存儲器。一些類型的指令操作程序計數(shù)器而不直接產(chǎn)生結(jié)果。這些一般被稱為ldquoJump”(跳轉(zhuǎn))，并在程序中帶來循環(huán)行為、條件執(zhí)行(通過條件跳轉(zhuǎn))和函數(shù)。許多指令也會改變標志寄存器的狀態(tài)位。這些標記可以用來影響程序行為，因為它們經(jīng)常顯示各種操作的結(jié)果。比如用“Compare”指令判斷兩個值的大小，根據(jù)比較結(jié)果在標志寄存器上設(shè)置一個值。該標志可以通過后續(xù)的跳轉(zhuǎn)命令確定程序走向。指令執(zhí)行完畢，寫回結(jié)果后，程序計數(shù)器的值將遞增，整個過程重復(fù)，在下一個指令周期正常取下一條順序指令。如果跳轉(zhuǎn)指令完成，程序計數(shù)器將修改為跳轉(zhuǎn)指令的地址，程序?qū)⒗^續(xù)正常執(zhí)行。許多復(fù)雜的CPU可以同時獲取、解碼和執(zhí)行多條指令。這部分一般涉及“經(jīng)典RISC流水線”，實際上在很多使用簡單CPU(俗稱微控制器)的電子設(shè)備中迅速普及。

12、10.基本結(jié)構(gòu)

13、13.算術(shù)邏輯單元可以執(zhí)行定點或浮點算術(shù)運算、移位運算和邏輯運算，以及地址運算和轉(zhuǎn)換。

14、14.寄存器單元

15、15.寄存器組件，包括通用寄存器、專用寄存器和控制寄存器。通用寄存器可分為定點數(shù)和浮點數(shù)，用于存儲指令中的寄存器操作數(shù)和運算結(jié)果。通用寄存器是CPU的重要組成部分，大多數(shù)指令都要訪問通用寄存器。通用寄存器的寬度決定了計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，端口的數(shù)量往往影響內(nèi)部運算的并行性。特殊寄存器是執(zhí)行某些特殊操作所需的寄存器?？刂萍拇嫫魍ǔＳ糜谥甘緳C器執(zhí)行的狀態(tài)，或者保存一些指針，包括處理狀態(tài)寄存器、地址轉(zhuǎn)換目錄的基址寄存器、特權(quán)狀態(tài)寄存器、條件碼寄存器、異常處理寄存器和錯誤檢測寄存器。有時候，CPU中會有一些緩存來臨時存儲一些數(shù)據(jù)指令。緩存越大，CPU運行越快。目前市面上所有高端CPU都有大約2M L2緩存，而高端CPU有4L2緩存。

16、這篇文章寫完了，希望對你有幫助。

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