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CPU,是電子計算機的主要設備之一,電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據。CPU是計算機中負責讀取指令,對指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。每個CPU都有一套自己可以執(zhí)行的專門的指令集(注意,這部分指令是CPU提供的,CPU-Z軟件可查看)。正是因為不同CPU架構的指令集不同,使得x86處理器不能執(zhí)行ARM程序,ARM程序也不能執(zhí)行x86程序。(Intel和AMD都使用x86指令集,手機絕大多數(shù)使用ARM指令集)。
因為CPU有大量的緩存和復雜的邏輯控制單元,因此它非常擅長邏輯控制、串行的運算。相比較而言,GPU因為有大量的算術運算單元,因此可以同時執(zhí)行大量的計算工作,它所擅長的是大規(guī)模的并發(fā)計算, 計算量大但是沒有什么技術含量,而且要重復很多次。這樣一說,我們利用GPU來提高程序運算速度的方法就顯而易見了。使用CPU來做復雜的邏輯控制,用GPU來做簡單但是量大的算術運算,就能夠大大地提高程序的運行速度。
用戶態(tài)的CPU,只允許執(zhí)行指令集中的部分指令。一般而言,IO相關和把內存保護相關的所有執(zhí)行在用戶態(tài)下都是被禁止的,此外其它一些特權指令也是被禁止的,比如用戶態(tài)下不能將PSW的模式設置控制位設置成內核態(tài)。
控制器之所以知道數(shù)據放哪里、做什么運算(比如是做加法還是邏輯運算?)都是由指令告訴控制器的,每個指令對應一個基本操作,比如加法運算對應一個指令。例如,將兩個MDR寄存器(保存了來自內存的兩個數(shù)據)中的值拷貝到ALU中,然后根據的操作指令執(zhí)行加法運算,將運算結果拷貝會一個MDR寄存器中,后寫入到內存。
關于CPU的基本組成
1、CPU是用來運算的(加法運算 、乘法運算*、邏輯運算and not or等),例如c=a b。
2、運算操作涉及到數(shù)據輸入(input)、處理、數(shù)據輸出(output),a和b是輸入數(shù)據,加法運算是處理,c是輸出數(shù)據。
3、CPU需要使用一個叫做存儲器(也就是各種寄存器)的東西保存輸入和輸出數(shù)據。
4、CPU還要將一些常用的基本運算工具(如加法器)放進CPU,這部分負責運算,稱為算術邏輯單元(ALU)。
5、CPU中還有一個控制器(CU),負責將存儲器中的數(shù)據送到ALU中去做運算,并將運算后的結果存回到存儲器中。控制器還包含了一些控制信號。