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  • 中央處理器工作原理是什么?

    東煥氏

    中央處理器(central processing unit,簡(jiǎn)稱(chēng)CPU)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心,是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元。那么中央處理器工作原理是什么呢?下面一起來(lái)了解一下吧。

    中央處理器工作原理是什么?

    1、馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。在該體系結(jié)構(gòu)下,程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ),指令和數(shù)據(jù)需要從同一存儲(chǔ)空間存取,經(jīng)由同一總線傳輸,無(wú)法重疊執(zhí)行。根據(jù)馮諾依曼體系,CPU的工作分為以下5個(gè)階段:取指令階段、指令譯碼階段、執(zhí)行指令階段、訪存取數(shù)和結(jié)果寫(xiě)回。

    2、取指令(IF,instruction fetch),即將一條指令從主存儲(chǔ)器中取到指令寄存器的過(guò)程。程序計(jì)數(shù)器中的數(shù)值,用來(lái)指示當(dāng)前指令在主存中的位置。當(dāng)一條指令被取出后,PC中的數(shù)值將根據(jù)指令字長(zhǎng)度自動(dòng)遞增。

    3、指令譯碼階段(ID,instruction decode),取出指令后,指令譯碼器按照預(yù)定的指令格式,對(duì)取回的指令進(jìn)行拆分和解釋?zhuān)R(shí)別區(qū)分出不同的指令類(lèi)別以及各種獲取操作數(shù)的方法?,F(xiàn)代CISC處理器會(huì)將拆分已提高并行率和效率。

    4、執(zhí)行指令階段(EX,execute),具體實(shí)現(xiàn)指令的功能。CPU的不同部分被連接起來(lái),以執(zhí)行所需的操作。

    5、訪存取數(shù)階段(MEM,memory),根據(jù)指令需要訪問(wèn)主存、讀取操作數(shù),CPU得到操作數(shù)在主存中的地址,并從主存中讀取該操作數(shù)用于運(yùn)算。部分指令不需要訪問(wèn)主存,則可以跳過(guò)該階段。

    6、結(jié)果寫(xiě)回階段(WB,write back),作為最后一個(gè)階段,結(jié)果寫(xiě)回階段把執(zhí)行指令階段的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)“寫(xiě)回”到某種存儲(chǔ)形式。結(jié)果數(shù)據(jù)一般會(huì)被寫(xiě)到CPU的內(nèi)部寄存器中,以便被后續(xù)的指令快速地存??;許多指令還會(huì)改變程序狀態(tài)字寄存器中標(biāo)志位的狀態(tài),這些標(biāo)志位標(biāo)識(shí)著不同的操作結(jié)果,可被用來(lái)影響程序的動(dòng)作。

    7、在指令執(zhí)行完畢、結(jié)果數(shù)據(jù)寫(xiě)回之后,若無(wú)意外事件(如結(jié)果溢出等)發(fā)生,計(jì)算機(jī)就從程序計(jì)數(shù)器中取得下一條指令地址,開(kāi)始新一輪的循環(huán),下一個(gè)指令周期將順序取出下一條指令。

    以上就是對(duì)于中央處理器工作原理是什么的相關(guān)內(nèi)容。