專轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī)課件-CPU的邏輯結(jié)構(gòu)與工作原理

2.2CPU的邏輯結(jié)構(gòu)

與工作原理2.2.1CPU的邏輯結(jié)構(gòu)

2.2.2指令與指令系統(tǒng)2.2.3CPU的性能指標(biāo)2.2.1CPU的邏輯結(jié)構(gòu)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理(1)計(jì)算機(jī)的工作由程序控制，程序是一個(gè)指令序列，指令是能被計(jì)算機(jī)理解和執(zhí)行的操作命令；(2)程序(指令)和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼表示，均存放在存儲(chǔ)器中；(3)存儲(chǔ)器中存放的指令和數(shù)據(jù)按地址進(jìn)行存??；(4)指令是由CPU一條一條順序執(zhí)行的。中央處理器運(yùn)算器和控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備存儲(chǔ)器指令是什么？指令就是命令，它用來規(guī)定CPU執(zhí)行什么操作。指令是構(gòu)成程序的基本單位，程序是由一連串指令組成的指令采用二進(jìn)位表示，大多數(shù)情況下，指令由兩個(gè)部分組成：操作碼操作數(shù)地址指出CPU應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個(gè)命令詞，例如加、減、乘、除、取數(shù)、存數(shù)等指出該指令所操作(處理)的數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)所在位置舉例:100206把02存儲(chǔ)單元和06存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容相加，和數(shù)保存在02單元關(guān)于CPU的兼容性不同公司生產(chǎn)不同的CPU產(chǎn)品：Intel公司：Pentium系列、賽揚(yáng)系列、至強(qiáng)等AMD公司：獨(dú)龍、閃龍、炫龍等IBM公司：Power5、Power6等（蘋果的Macintosh使用）SUN公司：UltraSPARC處理器HP公司：PA-RISC、Itanium處理器同一公司同一系列的CPU具有向下（前）兼容性：A計(jì)算機(jī)（使用新型號(hào)CPU）的程序不能在B計(jì)算機(jī)（使用老型號(hào)CPU）上運(yùn)行，B計(jì)算機(jī)的程序卻能在A計(jì)算機(jī)上運(yùn)行不同公司的不同CPU產(chǎn)品其指令系統(tǒng)不同，它們互相不兼容：A計(jì)算機(jī)的程序不能在B計(jì)算機(jī)上直接運(yùn)行，B計(jì)算機(jī)的程序也不能在A計(jì)算機(jī)上直接運(yùn)行互相兼容2.2.3CPU的性能指標(biāo)如何衡量CPU的性能？計(jì)算機(jī)的性能主要表現(xiàn)在程序執(zhí)行速度的快慢，它由許多因素決定，例如CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡等，但通常CPU是主要因素CPU性能高低的主要指標(biāo)是CPU的速度，有2種衡量方法：計(jì)算每秒鐘可執(zhí)行的指令數(shù)目（單位：MIPS、MFLOPS）使用常用軟件（辦公軟件、數(shù)字媒體處理軟件和3D游戲等）的執(zhí)行速度來衡量CPU的性能影響CPU性能的主要因素(之一)CPU的字長(zhǎng)（位數(shù)）目前PC使用的CPU大多是32位處理器，新一代的PC機(jī)將使用64位處理器主頻（CPU時(shí)鐘頻率）主頻提高，CPU的處理速度通常也會(huì)加快CPU總線（前端總線）的速度CPU總線速度決定了CPU與內(nèi)存間數(shù)據(jù)傳輸速度的快慢高速緩存（cache）的容量與結(jié)構(gòu)cache容量越大、級(jí)數(shù)越多，其效用就越顯著影響CPU性能的主要因素(之二)CPU的指令系統(tǒng)分成復(fù)雜指令級(jí)CISC和精簡(jiǎn)指令級(jí)RISC兩大陣營(yíng)CISC和RISC之爭(zhēng)······PipeliningandParallelProcessingInstructionsResultsaresequenced1.指令排隊(duì)等候進(jìn)入CPU處理多核CPU提