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在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中,CPU 是對(duì)計(jì)算機(jī)的所有硬件資源(如存儲(chǔ)器、輸入輸出單元) 進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運(yùn)算的核心硬件單元。CPU 是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制核心。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作,終都將通過(guò)指令集映射為CPU的操作。
由于CPU訪問(wèn)內(nèi)存以得到指令或數(shù)據(jù)的時(shí)間要比執(zhí)行指令花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)很多,因此在CPU內(nèi)部提供了一些用來(lái)保存關(guān)鍵變量、臨時(shí)數(shù)據(jù)等信息的通用寄存器。所以,CPU需要提供 一些特定的指令,使得可以從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)存入寄存器以及可以將寄存器數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。
CPU出現(xiàn)于大規(guī)模集成電路時(shí)代,處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從初專(zhuān)用于數(shù)學(xué)計(jì)算到廣泛應(yīng)用于通用計(jì)算,從4位到8位、16位、32位處理器,后到64位處理器,從各廠商互不兼容到不同指令集架構(gòu)規(guī)范的出現(xiàn),CPU 自誕生以來(lái)一直在飛速發(fā)展。
為了改善性能,CPU已經(jīng)不是單條取指-->解了碼-->執(zhí)行的路線,而是分別為這3個(gè)過(guò)程分別提供獨(dú)立的取值單元,解了碼單元以及執(zhí)行單元。這樣就形成了流水線模式。
CPU控制技術(shù)的主要形式,選擇控制。集中處理模式的操作,是建立在具體程序指令的基礎(chǔ)上實(shí)施,以此滿足計(jì)算機(jī)使用者的需求,CPU 在操作過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇,滿足用戶(hù)的數(shù)據(jù)流程需求。 指令控制技術(shù)發(fā)揮的重要作用。根據(jù)用戶(hù)的需求來(lái)擬定運(yùn)算方式,使數(shù)據(jù)指令動(dòng)作的有序制定得到良好維持。CPU在執(zhí)行當(dāng)中,程序各指令的實(shí)施是按照順利完成,只有使其遵循一定順序,才能保證計(jì)算機(jī)使用效果。CPU 主要是展開(kāi)數(shù)據(jù)集自動(dòng)化處理,其 是實(shí)現(xiàn)集中控制的關(guān)鍵,其核心就是指令控制操作。