关于计算机中央处理器的研究
关于计算机硬件设备的相关资料
关于计算机硬件设备的相关资料
计算机硬件设备是指以电子技术为基础,通过电和磁电影片来储存和处理数据的物理部件,也就是计算机的硬件设备。
它主要由中央处理器CPU、主存储器、输入/输出设备等组成。
1.中央处理器(CPU):中央处理器是计算机最重要的硬件部件,它把用户编写的程序进行加工,把用户输入的信息组合成指令码并把指令码发送给主存储器,从而完成计算机各种操作。
2.主存储器:主存储器用来存储计算机程序和数据,主存储器的容量越大,计算机的运行速度越快,主存储器的设备包括RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)。
3.输入设备:输入设备是一种特殊的硬件设备,能够把用户输入的信息转换成电信号,输入设备包括:键盘、鼠标、语音输入、扫描仪等。
4.输出设备:输出设备是一种特殊的硬件设备,可以把中央处理器处理的结果显示在外界,输出设备包括:显示器、打印机、扬声器和投影机等。
5.存储器:存储器是根据数据的特点分类存放,可以为计算机提供额外的存储空间,它的设备有:移动存储设备(移动硬盘、U盘和移动碟片)、固定存储设备(硬盘、光盘、磁盘、软盘)等。
计算机科学探索计算机系统与编程的精髓
计算机科学探索计算机系统与编程的精髓计算机科学是一门研究计算机系统、编程和信息处理的学科。
它涉及计算机硬件、软件和算法等多个方面,并且在当今社会中扮演着重要的角色。
本文将探索计算机系统与编程的精髓,并介绍其在实际应用中的重要性。
一、计算机系统计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
硬件包括计算机的主要组件,如中央处理器(CPU)、内存、硬盘、显示器等。
而软件则包括操作系统、应用程序等。
计算机系统的核心任务是执行计算和存储数据。
1.1 中央处理器(CPU)中央处理器是计算机系统的核心部件,它执行各种计算任务。
CPU 包括运算单元和控制单元两个部分。
运算单元负责执行算术和逻辑运算,而控制单元则负责协调和控制各个部件的工作。
1.2 内存内存是计算机系统中用于存储和读写数据的关键组件。
它可以被CPU 直接访问,存储着正在运行的程序和数据。
内存可以分为随机访问内存(RAM)和只读存储器(ROM)等。
1.3 操作系统操作系统是计算机系统的核心软件,它负责管理和协调各个硬件组件的工作。
操作系统提供了用户与计算机硬件交互的界面,并且管理着计算资源的分配和调度。
二、编程的基础知识编程是计算机科学中的核心概念,它是将具体问题转化为计算机可执行的指令集的过程。
编程的核心内容包括算法、数据结构、编程语言等。
2.1 算法算法是解决问题的步骤和规则的描述,它体现了问题的解决思路和方法。
编写高效的算法可以提高计算机程序的执行效率。
2.2 数据结构数据结构是组织和存储数据的方式,它直接影响着程序的性能。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列等,每种数据结构都适用于不同的应用场景。
2.3 编程语言编程语言是编写计算机程序的工具。
不同的编程语言有不同的特性和适用范围。
常见的编程语言包括C、C++、Java、Python等。
掌握合适的编程语言对于解决特定的问题非常重要。
三、计算机系统与编程的精髓3.1 抽象与分层计算机科学中的抽象和分层思想是理解计算机系统与编程的关键。
中央处理器的作用与种类
中央处理器的作用与种类中央处理器(CPU)是计算机系统中的核心组件,它负责解释并执行计算机程序中的指令。
CPU的性能和类型直接影响计算机的运行速度和处理能力。
本文将介绍中央处理器的作用和种类。
一、中央处理器的作用中央处理器是计算机的“大脑”,它执行计算机程序的指令,控制和协调计算机系统的各种资源,包括内存、输入/输出设备和其他外部设备。
中央处理器通过执行指令来实现算术、逻辑和输入/输出操作,从而完成计算机程序所需的所有计算和处理任务。
中央处理器的主要作用如下:1. 控制计算机系统的运行和操作,包括启动计算机、加载操作系统和应用程序、管理系统资源和文件等。
2. 执行计算机程序中的指令,包括算术、逻辑和输入/输出操作等。
3. 协调计算机系统中各组件之间的通信和交互,包括内存、输入/输出设备等。
4. 管理计算机系统的中央存储器(RAM),包括读写数据、分配内存等。
二、中央处理器的种类中央处理器按照其指令集体系结构可分为以下三类。
1. CISC(复杂指令集计算机)CISC处理器是早期计算机处理器的一种,其指令集非常复杂,可以执行大量的操作。
CISC处理器在运行复杂的应用程序时性能非常出色,但是缺点是设计和制造成本高,功耗大,也不易于扩展。
2. RISC(精简指令集计算机)RISC处理器采用精简指令集体系结构,指令集非常简单明了,只能完成基本的操作。
由于指令集简单明了,因此RISC处理器的设计和制造成本更低,功耗小,同时也很容易扩展。
RISC处理器在处理大量数据时性能非常出色,这也是它在现代计算机系统中广泛应用的主要原因。
3. EPIC(显式并行指令集计算机)EPIC处理器也称为隐式并行指令计算机。
它是一种新兴的处理器体系结构,在指令集和硬件设计上采用了高度的并行性,以提高性能。
EPIC处理器具有超高性能、高效能力和可扩展性等优点,被广泛应用于高性能计算、图形处理和科学计算等领域。
总结:中央处理器是计算机系统的核心组件,主要负责执行计算机程序中的指令,控制和协调计算机系统的各种资源。
中央处理器的功能
中央处理器的功能中央处理器(CPU)是计算机最重要的组成部分之一,负责控制和执行计算机的基本运算和数据处理操作。
它将指令从主存储器中提取出来,并根据指令对数据进行操作,最终将结果返回到主存储器中。
CPU采用的微处理器技术使得它具备了多种功能。
首先,CPU是计算机的大脑,负责进行算术运算和逻辑运算。
它可以实现各种数学运算,如加减乘除、整数运算、浮点数运算等。
同时,CPU还可以执行逻辑运算,例如比较大小、判断条件等。
这些算术和逻辑运算是计算机各种应用程序的基础,如科学计算、图像处理、游戏等。
其次,CPU能够控制计算机的各种硬件设备。
它可以向外部设备发送控制信号,例如打印机、显示器、键盘、鼠标等。
通过中断技术,CPU可以及时响应外部设备的请求,并对其进行处理。
这使得计算机能够与用户进行交互,完成各种任务。
除此之外,CPU还负责数据的存储管理。
它通过内存管理单元(MMU)将主存储器划分为多个地址空间,并对数据进行读取和存储。
CPU还具备高速缓存(Cache)技术,将频繁使用的数据存储在高速缓存中,加快数据的访问速度。
这些存储管理功能可以提高计算机的运行效率和响应速度。
此外,CPU还具备并发执行的能力。
现代的CPU通常具备多核心(多核)技术,可以同时执行多个任务。
每个核心都有自己的控制单元和运算单元,可以独立处理指令和数据。
通过并发执行,CPU可以提高计算机的处理能力和吞吐量,更有效地完成各种任务。
最后,CPU还具备时钟控制和节能功能。
CPU内部有一个时钟电路,用于控制指令和数据的处理速度。
通过调整时钟频率,可以提高或降低CPU的工作速度。
此外,现代的CPU还具备节能功能,当计算机处于闲置状态时,可以降低CPU的工作频率或进入节能模式,减少能耗和热量的产生。
综上所述,中央处理器作为计算机的核心组件,具备多种功能。
它可以进行算术和逻辑运算,控制外部设备,管理存储器,实现并发执行,控制时钟和节能等。
这些功能使得CPU成为计算机高效运行和完成各种任务的关键部件。
6.1中央处理器的结构与功能-计算机系统原理-刘均-清华大学出版社
6.1.2中央处理器的基本结构
在CPU内部,有寄存器组、运算器和控 制器等。
(1)寄存器组
◦ 每一个CPU内部都会设置一些寄存器,用于 保存运算数据或运算结果。在图6.1所示的 计算机中,n个寄存器名称为R0~Rn-1。这些 寄存器需要有数据输入输出的控制信号。 数据输入寄存器的控制信号定义为Rnin,数 据输出寄存器的控制信号定义为Rnout。
6.1中央处理器的结构与功能
计算机系统中,中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是计算机工作的指挥 和控制中心。中央处理器是由运算器和控制 器两大部分组成的。控制器的主要功能是从 内存取出指令,对指令进行译码,产生相应 的操作控制信号,控制计算机的各个部件协 调工作。运算器接受控制器的命令进行操作 ,完成所有的算术运算和逻辑运算。控制器 是整个系统的操控中心。在控制器的控制之 下,运算器、存储器和输入、输出设备等部 件构成一个有机的整体。
6.1.2中央处理器的基本结构
(2)运算器
运算器包括算术逻辑单元ALU和暂存器。ALU完成各 种算术运算和逻辑运算。暂存器用于暂存ALU运算的 数据和结果。在图6.1所示的计算机中,Y是ALU的输 入暂存器,存放一个需要ALU运算的数据。Z是ALU的 输出暂存器,存放ALU运算后的结果。暂存器Y有2个 控制信号,数据输入Y的控制信号定义为Yin,数据输 出Y的控制信号定义为Yout。暂存器Z有2个控制信号 ,数据输入Z的控制信号定义为Zin,数据输出Z的控 制信号定义为Zout。ALU有多种运算,控制信号比较 多,图6.1所示计算机中简化这些控制信号,其中+表 示ALU加法控制信号,-表示ALU减法控制信号,1->C0 表构
存储器地址寄存器MAR用来保存当前 CPU所访问的内存单元地址。由于CPU 和内存之间有速度差异,所以必须使用 地址寄存器来保存地址信息,直到内存 读写操作完成。存储器数据寄存器MDR 是CPU和主存及外部设备之间信息传送 的中转站。当通过数据总线向存储器或 外部设备存取数据时,数据暂时存放在 MDR中,因此也称为数据缓冲器。
中央处理器的作用与种类
中央处理器的作用与种类中央处理器(Central Processing Unit, CPU)是计算机的核心部件之一,负责执行和控制计算机的各种操作。
它可以说是计算机的大脑,决定了计算机的运行速度和性能。
本文将讨论中央处理器的作用以及常见的种类。
一、中央处理器的作用1. 指令执行:中央处理器通过解读和执行指令,控制计算机的各个硬件部件进行协调工作。
无论是运行应用程序、处理数据还是进行计算,都需要中央处理器进行指令的解析和执行。
2. 数据处理:中央处理器是计算机进行数据处理和计算的核心。
它能够执行各种算术和逻辑运算,如加减乘除、位运算、条件判断等。
中央处理器的计算能力决定了计算机的运算速度和效率。
3. 存储管理:中央处理器负责管理计算机的内部存储器(如内存)和外部存储器(如硬盘)。
它负责将数据从存储器读取到寄存器进行处理,或将处理结果写回存储器。
同时,中央处理器还负责虚拟内存的管理和交换。
4. 控制和调度:中央处理器通过控制信号和时序信号来控制计算机的各个硬件部件的工作状态。
它负责调度各个部件的运行顺序,确保计算机的各个部件能够协调工作,实现程序的正确执行。
二、中央处理器的种类1. 英特尔(Intel)系列:英特尔是全球最著名的中央处理器制造商之一。
其产品广泛应用于个人计算机和服务器领域。
英特尔的中央处理器常见的系列有Celeron、Pentium、Core i3/i5/i7等,性能和功能各有差异,可满足不同用户需求。
2. AMD系列:AMD(Advanced Micro Devices)是另一家知名的中央处理器制造商。
与英特尔相比,AMD的处理器性能和价格更具竞争力。
常见的AMD中央处理器系列包括Ryzen和Athlon等。
3. ARM系列:ARM是一家以设计低功耗、高效能中央处理器而著称的公司。
其处理器广泛应用于移动设备、物联网和嵌入式系统等领域。
ARM处理器的特点是低功耗和高性能。
4. IBM Power系列:IBM Power系列处理器主要用于高性能计算和企业级服务器。
中央处理器的作用与种类
中央处理器的作用与种类电子设备中的中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)是一种核心组件,负责执行和控制计算机的各种操作。
本文将详细介绍中央处理器的作用以及不同种类的CPU。
一、中央处理器的作用中央处理器是计算机的心脏,起着决定性的作用。
它负责处理和执行计算机的指令集,控制计算机的运行以及管理各种硬件和软件资源。
具体来说,中央处理器的作用体现在以下几个方面:1. 执行指令:中央处理器通过执行指令来进行各种计算和逻辑操作。
指令可以包括算术运算、逻辑运算、数据传输、控制跳转等。
中央处理器按照程序的要求,逐条执行指令,实现计算和数据处理的功能。
2. 控制计算机:中央处理器是计算机的控制中心,它通过控制线路和逻辑电路,调度和协调计算机的各个组件。
中央处理器能够对输入和输出设备进行控制,并与内存、硬盘、显卡等组件进行数据交互。
3. 管理资源:中央处理器管理计算机的各种硬件和软件资源。
它为不同的程序和进程分配资源,并进行任务调度和优化,以提高计算机的性能和效率。
中央处理器还负责管理内存、缓存和外围设备等资源的访问和分配。
4. 运行操作系统:中央处理器是操作系统的核心组件之一。
操作系统是计算机的基础软件,负责管理和控制计算机的各种软硬件资源。
中央处理器通过执行操作系统的指令,实现计算机的启动、运行和关闭等功能。
二、不同种类的中央处理器随着计算机技术的发展,中央处理器的种类和性能也在不断提升。
目前市场上主要有以下几种中央处理器:1. Intel处理器:英特尔(Intel)是中央处理器市场的领导者之一。
其处理器产品广泛应用于个人电脑、服务器、工作站等设备。
Intel处理器以其卓越的性能、稳定性和兼容性而闻名,并不断推出新的产品来满足用户的需求。
2. AMD处理器:AMD(Advanced Micro Devices)是另一家领先的中央处理器制造商。
AMD处理器在性能和价格上与Intel处理器竞争,并在某些方面具有优势。
中央处理器有哪两个部分组成 各自的主要功能是什么
中央处理器有哪两个部分组成各自的主要功能是什么中央处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心(Control Unit)。
它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
关于“中央处理器有哪两个部分组成各自的主要功能是什么”的详细说明。
1.中央处理器有哪两个部分组成各自的主要功能是什么中央处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心(Control Unit)。
它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
中央处理器CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部分。
运算器是计算机对数据进行加工处理的中心,它主要由算术逻辑部件(ALU:Arithmetic and Logic Unit)、寄存器组和状态寄存器组成。
ALU主要完成对二进制信息的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。
通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果。
状态寄存器在不同的机器中有不同的规定,程序中,状态位通常作为转移指令的判断条件。
控制器是计算机的控制中心,它决定了计算机运行过程的自动化。
它不仅要保证程序的正确执行,而且要能够处理异常事件。
控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。
指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。
时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。
一般时钟脉冲就是最基本的时序信号,是整个机器的时间基准,称为机器的主频。
执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期,不同指令的周期有可能不同。
一般为便于控制,根据指令的操作性质和控制性质不同,会把指令周期划分为几个不同的阶段,每个阶段就是一个CPU周期。
早期CPU同内存在速度上的差异不大,所以CPU周期通常和存储器存取周期相同,后来,随着CPU的发展现在速度上已经比存储器快很多了,于是常常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。
电脑中央处理器的架构与性能比较
电脑中央处理器的架构与性能比较随着计算机技术的飞速发展,电脑中央处理器(CPU)作为计算机的核心组件之一,扮演着重要的角色。
不同架构的CPU具有不同的性能优势和特点。
本文将探讨几种常见的CPU架构,并对它们的性能进行比较。
一、x86架构x86架构是当前主流桌面和笔记本电脑CPU的主要架构之一。
这种架构由英特尔和AMD等公司研发,被广泛应用于个人电脑的处理器上。
x86架构的CPU采用复杂指令集(CISC)设计,可以执行复杂而功能强大的指令。
这种设计特点使得x86架构的CPU在应对复杂计算和多任务处理时表现出色。
同时,由于x86架构的广泛应用,针对这种架构开发的软件和应用生态系统也非常丰富,使得x86架构的CPU在应用兼容性和软件支持方面具有明显的优势。
然而,由于x86架构历史悠久,设计上存在一些问题,比如指令冗余和复杂性,导致功耗和性能方面的一些限制。
此外,x86架构在移动设备和嵌入式系统等领域的应用相对较少,主要集中在个人电脑领域。
二、ARM架构ARM架构是一种精简指令集(RISC)架构,最初是为移动设备和嵌入式系统设计的。
如今,ARM架构的CPU在智能手机、平板电脑、物联网设备等领域得到广泛应用。
ARM架构的CPU采用精简指令集设计,指令集较为简单,执行效率高,功耗低。
这使得ARM架构的CPU在移动设备上具有出色的性能和电池续航能力。
同时,由于ARM架构设计上的优势,ARM芯片在单核和多核处理器的设计上也更具灵活性。
然而,由于ARM架构的历史相对较短,软件生态系统相对不够成熟。
尽管ARM架构的CPU在处理器核心数量上具有一定的优势,但在单核性能上可能不及x86架构的CPU。
此外,由于ARM架构的广泛应用领域,对特定应用的优化程度可能不同,也导致了某些特定领域的性能不足。
三、RISC-V架构RISC-V架构是一种开放指令集(RISC)架构,近年来逐渐崭露头角。
由于其开放性和免费许可证,RISC-V架构的CPU正在吸引越来越多的关注和应用。
什么是计算机的中央处理器(CPU)它的功能是什么
什么是计算机的中央处理器(CPU)它的功能是什么计算机的中央处理器(CPU)是一种电子设备,负责执行计算机程序的指令,也是计算机系统的核心组件之一。
它在计算机中扮演着重要的角色,承担着诸多功能。
首先,CPU的主要功能是处理数据和执行指令。
它通过从内存中读取指令,并将其解码为可以理解和执行的操作,然后将相应的数据加载到寄存器中进行运算和处理。
CPU包含算术逻辑单元(ALU),负责执行各种算术和逻辑运算,以及控制单元(CU),负责协调和控制各个组件的操作。
其次,CPU承担着时钟控制和调度的功能。
时钟信号通过调节计算机内部各个组件的运行速度和协调它们之间的同步,确保计算机系统按照正确的顺序和时间执行指令。
时钟速度也常用来衡量CPU的性能,即频率越高,CPU处理指令的速度越快。
此外,CPU还具备缓存管理的功能。
缓存是一种存储器,用于临时存储CPU频繁访问的数据和指令,以提高数据读取和写入的速度。
CPU通过缓存管理技术,将最近使用的数据和指令存储在离它最近的高速缓存中,以减少缓慢的主存访问操作,从而提高计算机系统的整体性能。
除了上述功能,CPU还负责处理中断和异常。
中断是指计算机系统在执行指令过程中,由于外部事件(如输入输出操作)或内部事件(如除法错误)而中断正在执行的程序。
CPU能够及时响应中断请求,并根据中断类型进行相应的处理。
异常是指在程序运行时出现的错误情况,例如除零错误或越界访问。
CPU能够检测到这些异常情况,并采取相应的措施,如中断程序的执行或进行错误处理。
最后,CPU还支持多任务处理和并行计算。
多任务处理是指计算机系统同时运行多个程序或任务。
CPU能够迅速切换和调度不同的任务,使它们交替执行,给用户带来快速响应和流畅的操作体验。
并行计算是指利用多个处理单元同时执行多个指令的技术,以加快计算速度和提高系统性能。
综上所述,计算机的中央处理器(CPU)是计算机系统的核心组件,主要负责处理数据和执行指令,控制和协调计算机系统的运行,支持多任务处理和并行计算,并具备缓存管理、中断处理等功能。
阐述中央处理器的组成和各部件的作用
阐述中央处理器的组成和各部件的作用中央处理器(CPU)是计算机的“大脑”,是一种复杂的微处理器。
其主要功能是接收和解析指令,并对这些指令进行处理后产生相应的数据,以供其他部件(如内存、输入输出设备等)使用。
中央处理器的组成如下:1. 控制单元:控制单元(CU)是中央处理器的重要部分,负责控制计算机的运行状态。
它从内存中读取指令并解码指令。
控制单元还要协调整个计算机系统的各个部分,保证它们能够顺利地工作。
2. 算术逻辑单元:算术逻辑单元(ALU)是用来执行算术运算和逻辑运算的部分。
这个单元输入被CPU读取的数据,并根据CPU传来的指令对数据进行加减乘除等数值操作,也可以进行逻辑运算,如与、或、非等。
算术逻辑单元通常由一组运算器实现。
3. 寄存器:CPU中寄存器用于存储数据,运算及中间结果,是处理器中使用的最重要的组件,也是最快的存储器。
它们被用于一些最常用的操作(如最后几个执行的指令),以提高运行速度。
常见的寄存器包括累加器、计数器、指针等。
4. 高速缓存:高速缓存(Cache)是用于加快计算机运行速度的一种内存。
它是一种速度较快、容量较小(一般为数MB级别)的内存,是一种存储器级别的缓存。
由于它的读取速度快,因此它可以减少主存中的读取次数,从而加快程序的运行速度。
5. 总线:CPU与内存、输入输出设备之间通信的介质是总线。
总线是一系列电线/导线集合,它在各个部件之间传递数据、地址和控制信号。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三部分。
在CPU内部,它们连接各个部分,使它们之间可以互相通信交换数据。
综上所述,中央处理器是计算机系统的核心部件,由控制单元、算术逻辑单元、寄存器、高速缓存和总线等多个部分组成。
每个部分都能够完成特定的功能,通过相互协调合作,实现程序的正确运行。
中央处理器的发展过程
中央处理器(CPU)的发展过程可以追溯到20世纪50年代。
以下是中央处理器发展的主要里程碑:1. 早期计算机:在早期计算机中,中央处理器是由离散的电子器件(如电子管、继电器等)组成的。
这些计算机的处理速度非常慢,且体积庞大。
2. 集成电路:20世纪60年代,集成电路的发明使得将多个电子器件集成到一个芯片上成为可能。
这种技术的出现使得中央处理器的体积大大减小,性能也有所提升。
3. 微处理器:20世纪70年代,微处理器的概念被提出。
微处理器是一种将中央处理器的所有功能集成到一个芯片上的处理器。
第一个商用微处理器是英特尔公司于1971年推出的Intel 4004,它具有4位计算能力。
4. 8位和16位处理器:在20世纪70年代和80年代,8位和16位处理器成为主流。
这些处理器具有更高的计算能力和更复杂的指令集,使得计算机能够执行更复杂的任务。
5. 32位处理器:20世纪80年代末和90年代初,32位处理器开始出现。
这些处理器具有更高的计算能力和更大的内存地址空间,使得计算机能够处理更大规模的数据和更复杂的任务。
6. 多核处理器:21世纪初,随着技术的进步,多核处理器开始出现。
多核处理器将多个处理核心集成到一个芯片上,可以同时执行多个任务,提高计算机的并行处理能力。
7. 64位处理器:21世纪初,64位处理器开始普及。
这些处理器具有更高的计算能力和更大的内存地址空间,可以处理更大规模的数据和更复杂的任务。
8. 高性能处理器:随着技术的不断进步,高性能处理器的发展也在不断推进。
这些处理器具有更高的时钟频率、更大的缓存和更复杂的指令集,可以提供更快的计算速度和更强大的处理能力。
总体而言,中央处理器的发展经历了从离散器件到集成电路,再到微处理器的演变过程。
随着技术的进步,中央处理器的计算能力、存储能力和并行处理能力不断提高,推动了计算机技术的发展和应用的广泛普及。
cpu发展历程
cpu发展历程CPU(Central Processing Unit)是计算机的核心部分,也被称为中央处理器。
它负责执行计算机程序中的指令,控制计算机的运行和处理各种数据。
随着计算机科学技术的不断发展,CPU也经历了多次重大的改进和升级。
CPU的发展可追溯到20世纪50年代末和60年代初的早期计算机。
当时,计算机的运算速度非常慢,主要依靠真空管实现数据的处理和存储。
真空管虽然能够完成简单的计算任务,但它们不仅体积庞大,而且易损坏,导致计算机的可靠性和性能受到限制。
随着晶体管的发明和应用,计算机的性能得到了极大的提升。
晶体管比真空管更小、更快、更可靠,并且能够消耗更少的功率。
在20世纪60年代,晶体管被广泛应用于计算机的设计中,使得计算机的运算速度得到了显著提高。
然而,晶体管的发展并没有停止,人们继续研究,寻求更快、更强大的处理器。
在20世纪70年代,随着大规模集成电路(LSI)的问世,计算机的处理能力再次飞跃式提升。
大规模集成电路是将上千个晶体管集成在一块芯片上,使得计算机的处理能力大大增强。
与此同时,人们还提出了“摩尔定律”,认为集成电路上的晶体管数目每隔18-24个月翻倍,这也直接导致了计算机性能的快速提升。
20世纪80年代,人们开始关注并研发更先进的处理器架构。
1985年,英特尔推出了第一款x86架构的处理器,这成为后来PC领域的主流架构。
随后不久,处理器开始采用多核技术,即将多个处理单元集成到一个芯片上,从而提高计算机的并行处理能力。
进入21世纪,CPU的发展进入多核时代。
随着计算机应用领域的不断扩展和需求的增加,多核处理器能够更好地满足对于并行处理能力的要求。
此外,人们还开始研究和开发采用更先进的制造工艺和材料的处理器,例如使用硅基之外的新材料构建芯片,以提高处理器的性能和功耗比。
如今,CPU的发展仍在继续,人们寻求更高速、更节能、更可靠的处理器。
例如,人们研究了计算机的量子处理器,希望通过量子力学原理来进行计算,以实现更快的数据处理速度。
简述中央处理器的功能
简述中央处理器的功能
中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是一种计算机的
核心组件,负责执行指令、处理数据和控制计算机的各个部件。
其主要功能包括以下几个方面:
1. 控制:CPU负责解析和执行计算机中的指令,控制计算机
的各个部件协同工作,确保指令按照正确的顺序执行,保证计算机的正常运行。
2. 运算:CPU通过算术逻辑单元(ALU)进行各种数学运算
和逻辑运算,包括加法、减法、乘法、除法等基本运算,以及与、或、非等逻辑运算。
这些运算对于计算机的数据处理和计算功能至关重要。
3. 存储器管理:CPU通过内存管理单元(Memory Management Unit,MMU)控制计算机的内存,负责读取、写
入和刷新内存中的数据,提供给其他部件使用。
同时,CPU
还管理着高速缓存(Cache)的读写操作,以提高数据的读取
效率。
4. 中断处理:CPU能够响应来自外部设备的中断请求,及时
处理需要立即处理的事件。
当发生中断时,CPU会保存当前
的执行状态,并转入中断服务程序,等待中断服务程序的处理完成后,再返回原来的执行状态。
5. 外设控制:CPU负责与计算机的各种外部设备进行数据和
控制信息的传输,包括输入设备(如键盘、鼠标)、输出设备
(如显示器、打印机)以及外部存储设备(如硬盘、光盘)等。
总之,中央处理器是计算机的核心部件,负责执行计算机中的指令、处理数据和控制各个部件,是计算机功能实现的关键。
计算机组成原理CPU设计
计算机组成原理CPU设计计算机组成原理是研究计算机内部结构和工作原理的一门学科。
而CPU(中央处理器)作为计算机的核心部件,负责执行计算机中所有的指令和运算操作。
CPU的设计有很多不同的方法和架构,本文将介绍一种常见的CPU设计,冯·诺依曼结构和指令周期。
冯·诺依曼结构是由冯·诺依曼在20世纪40年代提出的,并成为了现代计算机的基本结构。
它包含了五个主要的组成部分:控制器、算术逻辑单元(ALU)、寄存器、存储器和输入/输出(I/O)接口。
首先是控制器,它负责控制整个计算过程。
它将输入的指令解码并发送给相应的部件执行。
控制器通常是通过微指令来实现的,每个微指令对应着一条机器指令的执行过程。
其次是算术逻辑单元(ALU),它是负责实现加法、减法、乘法和逻辑运算等基本操作的核心部件。
它可以对数据进行运算,并将计算结果存储到寄存器中。
然后是寄存器,它是一种用于暂时存储数据的硬件设备。
计算机中有多种寄存器,如程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)和通用寄存器等。
它们可以暂时存储计算过程中使用的数据和指令。
存储器是用来存储数据和指令的地方。
计算机中有多种存储器,如主存储器(RAM)、高速缓存(Cache)和硬盘等。
存储器按照地址访问,可以读取和写入数据。
最后是输入/输出(I/O)接口,它负责计算机与外部设备的数据交换。
输入接口接收来自外部设备的数据,输出接口将计算机处理的结果发送给外部设备。
这样计算机就可以实现与外界的通信。
指令周期是CPU执行一条机器指令的时间周期。
它通常包括取指令、译码、执行、访存和写回这五个阶段。
在取指令阶段,控制器从存储器中读取指令并保存到指令寄存器中;在译码阶段,控制器对指令进行解码,并根据指令的类型决定下一步的操作;在执行阶段,ALU根据控制器的指令进行运算操作;在访存阶段,控制器根据指令的要求将数据从存储器中读取或写入;最后在写回阶段,将计算结果写回到寄存器中或存储器中。
关于中央处理器cpu间的高速缓冲存储器cache的描述
关于中央处理器cpu间的高速缓冲存储器cache的描述中央处理器(CPU)是计算机的核心组件,负责执行各种指令和数据处理任务。
为了提高CPU的性能,人们引入了高速缓存存储器(Cache),作为CPU和主内存之间的缓冲区。
高速缓存存储器的设计和优化对于计算机的性能至关重要。
高速缓存存储器是一个小型(相对于主内存来说)且速度更快的存储设备,用于存储经常访问的数据和指令。
它位置紧靠着中央处理器,因此速度更快,访问延迟更低。
高速缓存存储器的目的是减少CPU访问主内存的次数,从而提高计算机的整体性能。
高速缓存存储器由多级组成,通常包括L1、L2和L3等多个级别。
每一级缓存都有不同的容量、速度和成本。
L1缓存通常是与CPU核心直接集成的,由一级数据缓存(L1 D-cache)和一级指令缓存(L1 I-cache)组成。
L1缓存容量较小,但速度极快。
L2缓存是一种较大容量的高速内存,它在L1缓存之后,通常也是集成在CPU芯片上。
L3缓存是在CPU外部的一部分内存,容量更大,速度较L1和L2缓存略慢。
高速缓存存储器的工作原理是基于局部性原理。
局部性原理认为程序执行期间,CPU更有可能访问最近访问过的数据和指令。
缓存存储器将最近访问过的数据和指令从主内存中缓存到更快的存储设备中,并将其存储为一组所谓的“缓存块”(Cache block);当CPU需要数据或指令时,它首先查找缓存块,如果找到,就直接从缓存中读取,否则,才会从主内存中读取。
缓存存储器采用“读写穿透”(Read and Write Through)和“写回”(Write Back)这两种常见的写策略。
在“读写穿透”中,每次读取或写入操作都要同时更新缓存和主内存;而在“写回”中,只有在缓存被替换出时,才会将数据写回主内存。
缓存存储器的设计和优化需要考虑多个因素。
首先,缓存的大小和速度必须平衡,以满足CPU对数据的访问需求。
过小的缓存容易发生缓存冲突,导致更多的访存请求发送到主内存。
深入了解CPU解析中央处理器的工作原理
深入了解CPU解析中央处理器的工作原理中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)是计算机系统的核心组件,承担着指令执行和数据处理的任务。
想要深入了解CPU的工作原理,我们需要从其组成结构、工作方式以及性能指标等方面进行解析。
一、CPU的组成结构CPU主要由以下几个重要部分组成:控制单元(Control Unit)、算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit)、寄存器(Register)以及内部缓存(Cache)。
其中,控制单元负责指令的解码和执行,算术逻辑单元负责算术运算和逻辑运算,寄存器用于存储临时数据,而内部缓存则提供高速的数据访问能力。
二、CPU的工作原理CPU的工作原理可分为取指令、解码指令和执行指令三个阶段。
1. 取指令阶段:CPU从主存储器中获取待执行指令,并将其存储到指令缓存寄存器中。
2. 解码指令阶段:控制单元对取到的指令进行解码,确定指令类型和操作数,并将相关信号传递给其他部件准备执行。
3. 执行指令阶段:根据指令类型和操作数,CPU进行相应的运算或操作,并将结果存储到指定的位置。
三、CPU的工作方式CPU根据不同的工作方式可分为单指令流水线处理器、超标量处理器和多核处理器等。
1. 单指令流水线处理器:通过将指令执行过程划分为多个阶段,使得多条指令可以同时在不同的阶段上进行处理,提高处理效率。
2. 超标量处理器:在同一个时钟周期内,同时执行多条指令,充分利用资源提高吞吐量。
3. 多核处理器:将多个处理核心集成到一个CPU芯片中,实现多个指令流同步执行,提高并行处理能力。
四、CPU的性能指标CPU的性能指标通常包括主频、缓存容量、总线带宽和指令执行速度等。
1. 主频:指CPU的运行频率,主频越高表示单位时间内能执行更多的指令,性能越强。
2. 缓存容量:CPU的内部缓存容量越大,可以存储更多的数据和指令,减少对主存的访问次数,提高数据访问效率。
中央处理器介绍
中央处理器介绍中央处理器介绍引导语:中央处理器是电脑的整个核心,那么重要的部分,你知道多少关于它的知识呢? 下面是店铺整理的一些关于中央处理器的简单介绍,欢迎查阅,谢谢!中央处理器(CPU,Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。
它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
中央处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元,ALU,Arithmetic Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。
它与内部存储器(Memory)和输入/输出(I/O)设备合称为电子计算机三大核心部件。
物理结构CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。
逻辑部件英文Logic components;运算逻辑部件。
可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址运算和转换。
寄存器寄存器部件,包括寄存器、专用寄存器和控制寄存器。
通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间(或最终)的.操作结果。
通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。
控制部件英文Control unit;控制部件,主要是负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。
其结构有两种:一种是以微存储为核心的微程序控制方式;一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。
微存储中保持微码,每一个微码对应于一个最基本的微操作,又称微指令;各条指令是由不同序列的微码组成,这种微码序列构成微程序。
中央处理器在对指令译码以后,即发出一定时序的控制信号,按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作,即可完成某条指令的执行。
简单指令是由(3~5)个微操作组成,复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。
中央处理器(CPU)计算机的大脑
中央处理器(CPU)计算机的大脑中央处理器(CPU)是计算机的大脑计算机技术的快速发展让我们的生活变得更加便利和高效。
而在计算机的硬件中,中央处理器(CPU)扮演着非常重要的角色。
中央处理器就好比计算机的大脑,负责处理和执行所有的计算任务,影响着计算机的性能和运行速度。
本文将从工作原理、构成和性能等方面来探讨中央处理器的重要性。
一、工作原理中央处理器是计算机的核心组件,主要负责解析和执行计算机指令,控制和协调各个硬件单元之间的数据传输和操作流程。
其工作原理可以简单地分为以下几个步骤:1. 取指令:中央处理器从计算机的内存中读取指令。
2. 解码指令:中央处理器对读取到的指令进行解析和分析,确定需要执行的操作。
3. 执行指令:中央处理器根据解码后的指令执行相应的计算和操作。
4. 写回数据:中央处理器将执行结果写回内存或者其他相关的寄存器中。
这一系列的工作步骤不断循环执行,使得计算机能够高效地完成各种任务和操作。
二、构成中央处理器由多个核心和多级缓存组成。
核心是执行计算任务的主要组件,每个核心具有独立的运算和控制单元。
多核处理器可以同时处理多个任务,提高计算机的并发处理能力。
而缓存则是为了解决处理器与内存之间的速度不匹配问题而设置的临时存储器。
缓存的容量较小,但读写速度非常快,可以暂时存储经常使用的数据和指令,减少与内存的交互次数,从而提高计算机的运行效率。
三、性能中央处理器的性能是指其处理速度和计算能力。
处理速度通常以时钟频率来衡量,即每秒钟可以进行多少次基本的时钟周期。
时钟频率越高,处理器的执行速度越快。
但仅仅依靠时钟频率并不能完全反映中央处理器的性能,还需要考虑指令集、流水线、超线程等因素。
指令集是中央处理器支持的指令的种类和操作方式。
不同的指令集对于不同的应用有着不同的优化效果。
流水线是指将多条指令分解成多个子操作,并并行执行,从而提高计算机的吞吐量。
而超线程可以将一个物理核心模拟成多个逻辑核心,使得处理器能够同时执行多个线程,提高计算机的并发性能。
cpu研究报告
cpu研究报告
CPU(中央处理器)是计算机的重要组成部分,也是计算机性能的核心。
本文主要介绍了CPU的研究成果,通过对CPU的研究,不断提升CPU的性能,使得计算机的运行速度更加快速有效。
首先,近年来的研究成果表明,CPU的主要研究方向是提高计算速度和降低功耗。
随着半导体技术的快速发展,制造工艺的不断升级,CPU的晶体管数量也逐渐增加,从而提高了计算速度。
同时,人们还发展了多核处理器,使得计算机可以同时处理多个任务,提高了计算效率。
此外,人们还引入了超线程技术,使得单个处理器核心可以同时执行多个线程,进一步提高了计算性能。
其次,CPU的能效也是研究的重要方向之一。
过去,随着CPU的性能不断提升,功耗也相应增加,这导致了计算机的散热问题。
因此,研究人员致力于降低CPU的功耗。
在制造工艺方面,采用低功耗的材料、设计更加节能的电路结构等方法,可以显著降低CPU的功耗。
此外,人们还研究了功耗管理技术,通过动态调整CPU的功耗和性能,根据不同任务的需求进行能量优化,从而提高CPU的能源利用率。
此外,针对特定应用场景的需求,人们还开展了专门的CPU 研究。
例如,人工智能领域的发展对计算性能提出了更高的要求,因此研究人员设计了专门用于人工智能计算的加速器,如图像处理器(GPU)和神经网络处理器(NPU),使得计算机能够更好地应对复杂的人工智能任务。
总之,CPU的研究成果不断推动了计算机技术的发展。
通过提高计算速度、降低功耗和优化特定应用场景的性能,CPU 的研究为计算机领域带来了巨大的进步。
相信随着技术的进一步发展,CPU的性能将得到进一步提升,为人们提供更加强大的计算能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
关于计算机中央处理器的研究王定龙(荆楚理工学院湖北·荆门448000)摘要随着时代的发展,电子商品逐渐受到了更多的关注,计算机也逐渐的融入了人们的生活中。
随着人们的需求的增加,计算机的性能提升也受到了越来越多的人的关注,而计算机的中央处理器是决定计算机性能的决定性因素,其运算能力的高低直接的决定了计算机的性能的好坏。
因此,本文主要对于计算机的中央处理器的相关内容进行了研究,并且对于其未来的发展进行了展望。
关键词中央处理器研究展望计算机中图分类号:TP332文献标识码:A1中央处理器发展所谓中央处理器,一般情况都被称为CPU,也就是中央处理器的英文单词的首字母的组合,对于计算机而言有着重要的意义,能够直接的决定计算机的性能,因此CPU的发展也直接的影响了计算机的发展。
在1949年,第一台计算机问世,但是由于其体积巨大并且要消耗着巨大的资源,因此人们试图对其进行改进。
终于在1954年,制造出了历史上第一台使用晶体管的计算机,这是一个巨大的进步,直接的使得计算机的发展进入了第二代计算机的时代,但是此时计算机的内部的一些部分还是会被晶体管在工作的过程中产生的大量热所损耗,造成了很大的损失。
1958年集成电路发明了出来,这也是CPU的最初的状态,在一个硅片上面整合了三种电子元件,使得其集成化的程度有了很大程度的提高,这也就是第三代计算机的开始。
而目前我们大家使用的计算机,则属于第四代计算机,它的体积很小有着很高的集成水平,并且散热较少,对其进行维护也相对来说比较方便。
从计算机的发展史来看,起着决定性作用的是cpu,所以这也是cpu的发展史,cpu逐渐的向着制作工艺更加的精湛、体积更加的小并且功耗更加的低的方面发展着,并且同时cpu的位数以及性能等也逐渐的提升。
早期人们使用的大多是32位的系统,目前来看则越来越多的人都开始使用64位系统。
2处理器分类2.1品牌分类按照品牌来看,目前市场上使用的最高的两个品牌是IN-TER和AMD,而在INTER的系列处理器中,主要分为酷睿系列处理器和赛扬系列处理器。
目前在市场上,酷睿处理器是一款性价比很高的处理器,它有着领先的节能型微架构,并且面向多处理器进行了多核的优化,使得其性能更加的出色,对于多任务的处理能力更加的强大,效率也更高。
而AMD的系列处理器中,主要有闪龙系列处理器以及速龙系统处理器。
总体来看,市场上酷睿处理器占有的比重最大。
2.2指令集分类CPU的分类还可以按照指令集的方式将其分为精简指令集计算机(RISC)和复杂指令集计算机(CISC)。
RISC是基于集成电路进行设计的一种芯片,不过不同的是它对于指令的数目以及寻址的方式进行了改进,使得实现的更加的容易,指令的并行的执行程度更加的好,并且编译器的效率也变得越来越高。
而由于早期的集成技术还不够发达,因此早期的计算机往往是CISC架构,需要使用较少的机器语言来完成所需要的计算任务。
由于人们的需求越来越多,因此将更多的相对复杂指令加入到了指令系统中,这样能够使得计算机变得更加的智能化,同时这使得计算机的处理效率有着很大的提升,这也是RISC形成的原因。
3结构及原理3.1性能衡量指标对于CPU而言,影响其性能的指标主要有主频、CPU的位数以及CPU的缓存指令集。
所谓CPU的主频,指的就是时钟频率,它直接的决定了CPU的性能,因此要想CPU的性能得到很好地提高,提高CPU的主频是一个很好地途径。
而CPU的位数指的就是处理器能够一次性计算的浮点数的位数,通常情况下,CPU的位数越高,CPU进行运算时候的速度就会变得越快。
现在CPU的位数一般为32位或者64位。
以前人们使用的计算机都是32位系统,近年来人们使用的计算机的处理器中64位所占用的比例则显得更多,这是因为64位的计算机的运行速度变得更快,提高了人们的工作效率。
而CPU的缓存指令集是存储在CPU内部的,主要指的是能够对CPU的运算进行指导以及优化的硬程序。
一般来讲,CPU的缓存可以分为一级缓存、二级缓存和三级缓存,而那些处理能力比较强的处理器则一般具有较大的三级缓存。
3.2CPU结构通常来讲,CPU的结构可以大致分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。
所谓运算逻辑部件,主要能够进行相关的逻辑运算,如:可以执行移位操作以及逻辑操作,除此之外还可以执行定点或浮点算术运算操作以及地址运算和转换等命令,是一种多功能的运算单元。
而寄存器部件则是用来暂存指令、数据和地址的。
控制部件则是主要用来对指令进行分析并且能够发出相应的控制信号。
而计算机的内存又可以分为随机存取存储器(RAM)和只读储存器(ROM)。
两者的区别在于,随机存取存储器能够与CPU直接的进行数据的交换,也可以将其称为主存。
对于RAM可以随时的进行读写,而且这个过程的速度很快,因此由于主存所具有的这个有点也往往将其作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介;而只读存储器ROM科|学|技|术—科教导刊(电子版)·2017年第13期/5月(上)—170是一种只能读出事先所存数据的存储器,使用者对于其内部存储的资料没有改变的权限也无法对其进行删除,并且在电源关闭以后资料并不会消失。
这种内存也得到了广泛的应用,在那些资料不需要经常变更的电子或电脑系统中得到了很好地应用。
3.3CPU总线CPU总线是在计算机系统中最快的总线,同时也是芯片组与主板的核心。
人们通常把和CPU直接相连的局部总线叫做CPU总线或者称之为内部总线,将那些和各种通用的扩展槽相接的局部总线叫做系统总线或者是外部总线。
在内部结构比较单一的CPU中,往往只设置一组数据传送的总线即CPU内部总线,用来将CPU内部的寄存器和算数逻辑运算部件等连接起来,因此也可以将这一类的总线称之为ALU总线。
而部件内的总线,通过使用一组总线将各个芯片连接到一起,因此可以将其称为部件内总线,一般会包含地址线以及数据线这两组线路。
系统总线指的是将系统内部的各个组成部分连接在一起的线路,是将系统的整体连接到一起的基础;而系统外的总线,是将计算机和其他的设备连接到一起的基础线路。
4处理器散热随着计算机的性能的不断地发展,其需要的功耗也变得越来越大,这就需要对其进行紧凑性的设计,因此CPU的体积在这样的情况下变得越来越小,这就导致其集成的程度很高,它的性能对于温度变得更加的敏感,如果没有及时的散热就会使其寿命缩短,并且在使用的过程中计算机的性能也会因此而受到影响,因此在平时的使用过程中如何对其进行更好的散热显得至关重要,能够很好地提高计算机的硬件系统的工作的可靠性,并且保证计算机的持续性的高性能工作。
对于计算机的CPU进行散热,主要可以将其分为两个方式:主动地散热方式以及被动的散热方式。
其中,主动地散热方式指的是,由于CPU的本身的温度是高于实际的环境温度的,因此在没有制冷机构的情况下,借助于热辐射以及自然对流的方式能够将热量主动地散发到空气中去。
早期的CPU采用的散热方式就是这种方式,通过散热片将CPU的热量通过散热板、预留的散热孔等散发出去。
而被动的散热方式,指的是通过包含一定的制冷机构,将芯片的温度降低到环境温度的水平。
很明显的可以看出来,被动的散热方式更加的有利于CPU的散热,因此目前几乎所有的CPU都是采用被动的方式来进行散热的。
主要的散热方式有如下几种:(1)风冷散热。
这种散热方式目前几乎是所有的台式的处理器所采用的散热的方式,主要是通过在处理器上直接安装散热的风扇的方式来进行散热的。
风扇能够产生强制的对流来对温度的上升进行控制。
(2)水冷散热。
这种散热方式主要是通过水循环系统中水的流动来将CPU中的热量带走,从而实现计算机及CPU芯片降温的目的。
(3)热管散热。
热管是一种效率很高的导热材料,通过是由管壳、吸液芯和端盖组成的,因此其导热效果很好,并且除此之外它有对介质制冷的效果,能够使得介质快速的降温,并且通过使在密封性比较好的真空管中的液体的蒸发来传递CPU的热量,有着很好地导热性能以及很好地等温性能。
目前来看风冷散热技术是计算机处理器中最为常见的、且技术相对成熟的一种散热方式,不仅很简单、可靠而且实现的成本也比较低,因此在计算机的CPU处理器散热系统的设计过程中,往往都会采用风冷散热系统来进行散热。
5CPU未来发展随着计算机的不断发展,可以预见的是未来的处理器逐渐的趋向于多核的发展方向。
多核处理器有着很多的优势,不但控制的逻辑相对来说比较简单,实现起来比较容易,并给线路的延迟造成的影响比较小,因此工作的效率更高。
并且由于多个处理器集成在一块芯片上面,线路的延迟也会降低。
通过动态的调节电压,能够使得芯片的功耗降低。
因此,多核处理器的未来发展显得十分的有前景。
但是多核处理器还有一些问题需要得到解决:(1)内核的数量和功能之间的平衡。
对于一个计算机来说,其内核的功能越强,cache越大那么所需要的芯片的面积就越大,而这样就会导致在芯片内部所能够集成的为内核的数量随之减少。
因此,如何使得这两个方面得到很好地平衡是一个问题。
(2)对于同构核核异构核的一个取舍性问题,这需要进行进一步的研究。
(3)将不同的功能微内核聚合到一起能够使得功能得到更进一步的提升,因此需要对其功能的分区以及芯片的布局进行整体的设计。
多核时代正在逐渐的到来,这不仅带来了更多的机遇同时也带来了更多的挑战。
同时计算机的发展逐渐的向体积越来越小的方向发展,也就是说计算机的处理器集成度越来越高。
并且,计算机的应用领域会变得越来越宽广,能够给人们的生活带来更多的便利。
6结论由于计算机的普及度越来越高,中央处理器在计算机中起着十分重要的作用,因此本文对于计算机的中央处理器进行了分析,首先对于处理器的发展历史进行了介绍,然后对于其结构进行了分析,并且对于计算机处理器的散热进行了相应的介绍,最后对于计算机的处理器未来的发展进行了展望,希望能够起到一定的参考价值,让人们更加正确的认识计算机处理器的重要性。
参考文献[1]吴文琪.计算机中央处理器的研究[J].电子技术与软件工程,2017,(03):157-158.[2]夏春梅,虞翔.探讨多处理器并行的计算机系统开发设计[J].电脑编程技巧与维护,2016,(23):20-21.[3]刘春雷.基于国产处理器计算机系统回卷恢复机制的研究[D].哈尔滨工业大学,2014.[4]刘宝明,郑波祥,何海波.基于双核MPC8641D处理器的计算机模块设计[J].计算机测量与控制,2011,(11):2775-2777.[5]吴小强.基于龙芯处理器的可信计算机研究与设计[J].工业控制计算机,2011,(11):26-27+30.[6]姚文斌.计算机处理器的未来——多核处理器[J].高科技与产业化,2008,(07):76.[7]杜华.计算机处理器性能的衡量[J].遵义师范学院学报,2004,(02):103-104.[8]马文辉.一个多处理器实时线程调度算法的计算机模拟及分析[J].计算机工程与设计,1995,(06):55-60.科|学|技|术—科教导刊(电子版)·2017年第13期/5月(上)—171。