什么是處理器?處理器邏輯單元有哪些?

處理器是手機(jī)、電腦以及一些其它電子設(shè)備的核心處理部件，為增進(jìn)大家對處理器的認(rèn)識，本文將對處理器以及處理器的邏輯單元予以介紹。如果你對處理器，或者是對本文內(nèi)容具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)認(rèn)真往下閱讀哦。

一、什么是處理器

處理器(Processor)是計(jì)算機(jī)最重要的核心部件之一，它的基本作用就是控制、監(jiān)控、指揮其它各部分，決定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的速度、效能和帶寬大小，總是一臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最重要的硬件部件。芯片和處理器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)能讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他硬件溝通，其中CPU掌控著系統(tǒng)在操作，執(zhí)行程序中所有功能，要完成工作很必須依靠其負(fù)責(zé)運(yùn)行程序。

處理器具有執(zhí)行指令、操作數(shù)據(jù)、分析和處理數(shù)據(jù)、控制整個系統(tǒng)的能力，大多由一個主塊和若干的子塊組成，它們都有自己的功能，主塊負(fù)責(zé)控制。處理器由一組芯片或集成電路，它們在引腳上有規(guī)定的信號，有的信號連接到芯片的內(nèi)部指令緩沖器，有的信號連接到不同類型的寄存器，有的信號連接到主機(jī)內(nèi)部的總線系統(tǒng)。處理器內(nèi)部有該控制芯片與不同周邊芯片連接的內(nèi)部總線，便于連接到內(nèi)存和外部設(shè)備，而外部設(shè)備則需要由處理器來控制，處理器就成為計(jì)算機(jī)最核心的部件。

處理器一般包含很多組件，如指令控制單元(Instruction Control Unit)，指令緩存，指令尋址，指令運(yùn)算，管線操作等;字長(word length)，指令格式等;運(yùn)行控制，故障處理，定時器，接口等。這些組件構(gòu)成了處理器的整體，能很好地實(shí)現(xiàn)其功能，處理器根據(jù)不同程序之間的差異，運(yùn)行起不同的處理指令，完成特定功能，對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度也有很大的作用，尤其是對大型復(fù)雜的系統(tǒng)中的硬件的速度的管理及復(fù)雜的邏輯，處理器的速度就發(fā)揮著極重要的作用。

二、處理器邏輯單元

從實(shí)現(xiàn)的功能方面看，CPU大致可分為如下八個邏輯單元：

(1)指令寄存器 ：它是芯片上的指令倉庫，有了它CPU就不必停下來查找計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的指令，從而大幅提高了CPU的運(yùn)算速度。

(2)指令譯碼器 ：它負(fù)責(zé)將復(fù)雜的機(jī)器語言指令解譯成運(yùn)算邏輯單元(ALU)和寄存器能夠理解的簡單格式，就像一位外交官。

(3)控制單元 ：既然指令可以存入CPU，而且有相應(yīng)指令來完成運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作，背后自然有一個扮演推動作用的角色——它便是負(fù)責(zé)整個處理過程的操作控制器。根據(jù)來自譯碼單元的指令，它會生成控制信號，告訴運(yùn)算邏輯單元(ALU)和寄存器如何運(yùn)算、對什么進(jìn)行運(yùn)算以及對結(jié)果進(jìn)行怎樣的處理。

(4)寄存器 ：它對于CPU來說非常的重要，除了存放程序的部分指令，它還負(fù)責(zé)存儲指針跳轉(zhuǎn)信息以及循環(huán)操作命令，是運(yùn)算邏輯單元(ALU)為完成控制單元請求的任務(wù)所使用的數(shù)據(jù)的小型存儲區(qū)域，其數(shù)據(jù)來源可以是高速緩存、內(nèi)存、控制單元中的任何一個。

(5)邏輯運(yùn)算單元(ALU) ：它是CPU芯片的智能部件，能夠執(zhí)行加、減、乘、除等各種命令。此外，它還知道如何讀取邏輯命令，如或、與、非。來自控制單元的訊息將告訴運(yùn)算邏輯單元應(yīng)該做些什么，然后運(yùn)算單元會從寄存器中間斷或連續(xù)提取數(shù)據(jù)，完成最終的任務(wù)。

(6)預(yù)取單元 ：PU效能發(fā)揮對其依賴非常明顯，預(yù)取命中率的高低直接關(guān)系到CPU核心利用率的高低，進(jìn)而帶來指令執(zhí)行速度上的不同。根據(jù)命令或要執(zhí)行任務(wù)所提出的要求，何時時候，預(yù)取單元都有可能從指令高速緩存或計(jì)算機(jī)內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)和指令。當(dāng)指令到達(dá)時，預(yù)取單元最重要的任務(wù)就是確保所有指令均排列正確，然后發(fā)送給譯碼單元。

(7)總線單元 ：它就像一條高速公路，快速完成各個單元間的數(shù)據(jù)交換，也是數(shù)據(jù)從內(nèi)存流進(jìn)和流出CPU的地方。

(8)數(shù)據(jù)高速緩存 ：存儲來自譯碼單元專門標(biāo)記的數(shù)據(jù)，以備邏輯運(yùn)算單元使用，同時還準(zhǔn)備了分配到計(jì)算機(jī)不同部分的最終結(jié)果。

通過以上介紹可以看出CPU雖小，方寸之地卻能容納大世界，內(nèi)部更像一個發(fā)達(dá)的裝配工廠，環(huán)環(huán)相扣，層層相套。正因?yàn)橛辛讼嗷ラg的協(xié)作配合，才使得指令最終得以執(zhí)行，才構(gòu)成了圖文并茂、影像結(jié)合的神奇數(shù)字世界。

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