计算机操作系统管理-CPU

14、几样流行的CPU术语：
1、流水线技术 2、超流水线 3、超标量技术
4、Hyper Transport超级总线 技术 5、超线程技术 6、双核技术
1、流水线技术
流水线(pipeline)。流水线是Intel首次在486芯片 中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配 流水线。在CPU中由5—6个不同功能的电路单元组成一条指 令处理流水线，然后将一条X86指令分成5—6步后再由这些 电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成 一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流 水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结 果，浮点流水又分为八级流水。
4、Hyper Transport 超级总线技术：
是由AMD公司最新开发出的端到端总线技术，是指在 CPU内部集成了内存控制器，把内存与CPU连接起来，跨越 了主板传输速率的瓶颈问题，从而提高内存与CPU之间的传 输速度。目前该技术主要用于AMD Athlon64位处理器。
5、超线程技术
为Intel公司推出的一项新技术，在CPU内部放置两个逻 辑处理单元，可在同一时间里，把一个CPU虚拟成两个CPU来 使用，并且可以共享缓存。但是，虽然采用超线程技术能同 时执行两个线程，但它并不象两个真正的CPU那样，因为每 各CPU都具有一些独立的资源。当两个线程都同时需要某一 个资源时，其中一个要暂时停止，并让出资源，直到这些资 源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的 性能。
3、Intel的80286 ——16位处理器
（1）说明：1982年推出。有两种工作模式: 实 模式和保护模式；其中，实模式被限制在 访问1M内存；保护模式可访问16M内存。 （2）参数：16位处理器，24位地址总线，含有 13.4万个晶体管，时钟频率为 6MHz~20MHz。
BGA：球状网格阵列封装，常用于笔记本电脑 的处理器。
CSP：芯片级封装，芯片面积与封装面积之比 尽可能为1:1。
四 CPU 的发展
第一代计算机（1946—1958）：电子管时代 第二代计算机（1959—1964）：晶体管时代 第三代计算机（1965—1970）：集成电路时代 第四代计算机（1971—至今 ）：大规模集成电路时代
主频、外频、倍频之间的关系
主频 = 外频 × 倍频
例：Pentium 4 2.4G的CPU 主频 2400MHZ =外频400MHZ ×倍频6= 2400
补充：
1、CPU性能：
IPC是指CPU每一时钟周期内所执行的指令多少 CPU性能 =IPC×频率（主频）
2、PR值：
指的是TPI (True Performance Initiative) 即所谓“真实性能标准” ——频率并不是一切，性能才是关键“ 与主频多少的P4CPU性能相当 一般AMD的CPU性能的表示方法
Socket 754
Socket 939
Socket 940
二、按照CPU的封装方式分：
真正的CPU是一小块的超集成电路硅板，为了保 护CPU免受灰尘侵害和CPU散热等需要，在电路板外部 加上保护外壳，采用特定的材料将CPU芯片或CPU模块 固定在其中以防损坏。是沟通芯片内部与外部电路的 桥梁。
（2）常见封装： PDIP：塑料双列直插封装， 引脚从两端引出。 Intel 8位和 16位 处理器使用。 PQFP：塑料四边引出扁平封装， 引脚四边引出，80386采用。 CPGA/PPGA：陶瓷/塑料针脚 网格阵列封装，引脚从底端引出， 并形成了规则的阵列（用于 SOCKET处理器）。
5、高速缓存（Cache）
缓存（Cache）又称为高速缓存，是可以进行高速数据传 输的存储器。 由于CPU运行速度远远高于内存和硬盘等存储器，因此有 必要将常用的指令和数据等放进缓存，让CPU在缓存中直 接读取，以提升电脑的性能。 Cache的功能是用来减少 CPU因等待慢速设备（如内存）所导致的延迟，进而改善 系统的性能。
2、超流水线
超流水线是指某型CPU内部的流水线超过通常的5—6 步以上，例如例如Pentium pro的流水线就长达14步，奔腾 4的流水线就长达20步。将流水线设计的步(级)数越多，其 完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的 CPU。
3、超标量技术
超标量是指采用多个处理部件多条流水线来并行执行 指令。在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。这 在486或者以前的CPU上是很难想象的，只有Pentium级以上 CPU才具有这种超标量结构；这是因为现代的CPU越来越多 的采用了RISC技术，所以才会有超标量的CPU。
微型计算机（微机）属于第四代产品 电子计算机主要是以电子元件划分发展阶段的
1、 Intel 4004/ 8008/ 8080/8085——8位处理器
（1）1971年，Intel公司将算数运算器和逻辑控制 电路集成了，发明了世界上第一片微处 理器Intel 4004 。 （2）其参数为8位处理器，含有2300个晶体 管，108KHz的时钟频率。 后来相继发明了：Intel 8008 8位 Intel 8080 (1973) Intel 8085 8位(1976)
MMX指令集：它是Intel公司于1996年推出的一项多媒体扩展指 令技术。指令集中包括有57条多媒体指令。通过这些指令可 以一次处理多个数据，在处理结果超过实际处理能力时也能 进行正常处理 SSE指令集：它是Intel公司在Pentium III处理器中率先推出的。 此指令集包括了70条指令，其中包含50条提高3D图形运算效 率的SIMD浮点运算指令、12条MMX整数运算增强指令、8条 优化内存指令。这些指令理论上这些指令对目前流行的图像 处理、浮点处理、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒 体应用起到全面强化的作用。
11、CPU扩展指令集
（1）指令集就是CPU中所有指令的集合/ （2）常见指令集有： MMX（多媒体扩展指令集，Intel）、 SSE（因特网数据流单指令扩展，Intel）、 3DNOW!（可以大幅度提高3D处理性能，AMD）
指令集技术
指令集是为了增强CPU在某些方面（如多媒体）的功能而特意 开发的一组程序代码集合。目前常见的指令集有以下几种。
Intel 4004
Intel 8008
Intel 8085
2、Intel 8086/8088——16位处理器
（1）说明：1978年和1979年先后，推出进入X86时代 （2）参数：16位微处理器，含有1.9万个晶体管， 4.77MHz时钟频率，地址总线为20位，可 使用1MB内存 （3）1981年，IBM首次将8088用于PC机器中，开创了全新 的个人电脑时代。
Socket 7插座: 194针.用于P/P MMX/ K5/K6-II/K6-III
Socket A插座：462针脚，用于32位的Athlon XP和Duron系列
Socket 370插座：370针脚，用于 P III/CⅡ&III
Socket 478插座 ：478针脚，用于32位的P4/C4&D
寄存器
存储单元 缓存
一 认识CPU（Central Processing Unit,中央处理器）
CPU是电脑中最重要的组成部分，它相当于人的大脑， 是整个电脑系统的核心。 其内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元3 大部分。 其工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工 厂的原料（指令），经过物资管理部门（控制单元）的调 度分配，被送往生产线（逻辑运算单元），生产出成品 （处理后的数据）后，再存储在仓库（存储器）中，等着 拿到市场上去交易（交由应用程序使用）
1
CPU
主要知识点： 一、认识CPU 二、CPU 的发展 三、CPU的工作原理 四、CPU的技术参数 五、CPU的分类 六、CPU的型号和品牌 七、CPU的超频 （了解） （了解） （了解） （掌握） （掌握） （了解） （了解）
CPU
CPU内部可分为三大部分：
算术运算 运算器 逻辑运算
CPU
控制器
8、CPU工作电压 一般制作工艺越小，工作电压越低；电压一般都在 1.6v~3v，低电压能解决功耗和发热大的问题。 而当 CPU正常工作时电压称工作电压,其数值是保持不变最 佳。
9、地址总线宽度 CPU一次能接纳和处理多少位数据，其宽度越大 （一次处理的二进制数的位数），就意味着CPU的性 能越高。如8位，16位，32位，64位。 10、数据总线宽度 CPU与二级高速缓冲存储器、内存、输入 输出设备之间一次实际传输数据的位数。
Socket 775插座 ：775针脚，用于64位的Pentium D/ Pentium EE/Celeron D
Socket 754插座： 754针脚， Socket 939插座：939针脚，用于Athon64，FX(高端)系列 Socket 940插座：940针脚，Athon64 2系列，为目前主流
SSE 2指令集：是INTER在SSE指令集基础上扩展而成的，该指 令新添加了144条新建指令，进一步提高了浮点运算能力，主 要集成在P4以上的CPU上。能够加快许多应用程序的运行， 包括视频、话音、图像、照片处理、加密、财务、工程和科 学应用。 SSE 3指令集：SSE3是在SSE2基础上，又新增了13条指令，主要 加强了复杂算法，视频压缩与编码和线程同步等方面。
4、前端总线（FSB）频率 （1）前端总线频率即总线频率。是CPU和北桥芯片之间
的数据通道;是整个电脑系统中，数据吞吐量最大的总线;直 接影响CPU和内存的数据交换速度。
（2）前端总线频率与外频的区别：
前端总线的速度指的是数据传输的速度。 外频,通常为系统总线的工作频率（系统时钟频率），CPU与 周边设备传输数据的频率,具体是指 CPU到芯片组之间的总 线速度。 外频是 CPU与主板之间同步运行的速度。
6、双核技术
双核就是一个CPU中集成了2个处理核心的处理器，有2 个运算单元，控制单元，和存储单元。就像有两个大脑一样， 可以同时运算不同的两个程序，就像两个大脑同时在考虑两 件事情一样