54第2章 中央处理器PPT课件
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第2章 中央处理器
5.倍频 CPU的倍频，全称是倍频系数。 CPU的主频（核心运行的频率）= 外频×倍 频系数 6.前端总线 前端总线是CPU与主板北桥芯片之间连接的 通道，前端总线也称为CPU总线，是PC系 统中最快的总线，也是芯片组与主板的核 心。
7.HT（HyperTransport，超级传输通道）总 线 2003年AMD推出了HyperTransport（简称HT） 来完成CPU与主板北桥芯片组之间的连接。
8.QPI（Quick Path Interconnect，快速通道互连） 总线 CPU集成内存控制器后，Intel把CPU与主板北桥芯 片组之间的连接总线命名为QPI（与AMD的HT总 线相似）。QPI是Intel用来取代FSB(Front Side Bus， 前端总线)的新一代高速总线。
13.字长及64位技术 CPU在单位时间内能一次同时处理的二进制数的位数叫字 长或位宽。 14．核心数 多核心处理器就是在一块CPU基板上集成多颗处理器的核 心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来的处理器。 在服务器领域，多核心都早已经实现。 对于多核心处理器，又有原生核心和非原生核心之分，原 生核心是在设计和制造核心时就把多个核心做在一起，非 原生核心的多个核心是独立的，只是在封装时将多个核心 整合到同一块基板上，其结构示意图如图2-48所示。原生 核心的处理器的性能要优于非原生核心的处理器。
18.节能技术 随着CPU的性能越来越强大，也带来了更高的功 耗，为减少CPU在闲置时的能量浪费，Intel和 AMD推出了各自降低CPU功耗的技术：Intel的 EIST（Enhanced Intel SpeedStep Technology，智能 降频技术）和AMD的C&Q（Cool and Quiet，冷又 静）技术。 19.TDP热设计功耗 TDP（Thermal Design Power，热设计功耗）是指 CPU负荷最大时释放出的热量，单位是瓦（W）， 它主要是作为散热器厂商的参考标准。
第2章中央处理器与指令系统PPT课件
Di
• 在各寄存器与ALU之间根据指令执行过程中的操作和数据流向来 安排功能部件并建立相应的数据传输通路。
• 每条数据传输通路都是专用的，不共享使用。
• 在数据传输和操作中可以做到互不相关，控制比较简单，各寄存
器之间的数据传输可以并行进行，从而达到较高的性能。
5
时间概念
• 指令周期 – 是从一条指令的启动到下一条指令的启动的 时间间隔。
instruction fetch
• PC = PC + 4
4
PCWrite PC
指令 存储器
[PC+4]31-28 x4 I25-0 PC+4
控制器
IRWrite IR
I25-21 I20-16
I15-11
RegDst
I15-0
Rx
数据
A Dx
Ry 寄存
器
Rz
B
Dy
Dz
RegWrite 符号扩展
Target
R1 R2 R3
Add 数据 Do
存储器
MemtoReg
Di
图5-2 专用通路结构CPU 例子
10
一、运算指令的执行过程
采用单总线结构： – 如ADD R3, R1, R2
(1) PC→MAR (2) PC+1→PC
控制 信号
地址总线
存储 器 数据总线
指 令 译 码 /控 制 器
IR
PPCC
MMAARR M DR
• 数据通路：寄存器与ALU之间传递信息的线路。通常有2种建立方法：
– 用数据总线（单总线，双总线，多总线） – 用专用通路（如MIPS）
3
数据总线结构
cpu课件 ppt
CPU课件
目录
• CPU基础知识 • CPU发展历程 • CPU性能指标 • CPU的种类与选择 • CPU的安装与维护 • CPU在计算机系统中的地位和作用
01
CATALOGUE
CPU基础知识
CPU的定义与功能
总结词
CPU是计算机的核心部件，负责执行程序中的指令，处理数据和控制计算机各 部分协调工作。
ARM指令集
适用于移动设备和嵌入式系统，具有 低功耗和高效能的特点。
如何选择合适的CPU
01
02
03
04
根据用途选择
根据使用需求选择不同类型的 CPU，如办公、娱乐、游戏
、设计等。
考虑性能与价格
在预算范围内选择性能最佳的 CPU，避免过度投资或性能
不足。
考虑升级与扩展性
选择具有良好升级潜力和扩展 性的CPU，以满足未来需求
详细描述
CPU，全称为中央处理器，是计算机中最重要的核心部件，负责执行程序中的 指令，处理数据和控制计算机各部分协调工作。它是计算机的"大脑"，负责解 析和执行指令，处理数据，控制输入输出设备等操作。
CPU的组成结构
总结词
CPU由运算器、控制器、寄存器等组成，各部分协同工作完成指令的执行。
详细描述
制程工艺
要点一
总结词
制程工艺是指制造CPU的半导体技术工艺，它决定了CPU 的集成度和功耗。
要点二
详细描述
制程工艺是制造CPU的关键技术之一，它决定了CPU的集 成度和功耗。制程工艺越先进，意味着半导体技术越成熟 ，能够将更多的晶体管集成到更小的面积上，从而提高 CPU的性能。同时，制程工艺越先进，CPU的功耗也会相 应降低，提高能源利用效率。
目录
• CPU基础知识 • CPU发展历程 • CPU性能指标 • CPU的种类与选择 • CPU的安装与维护 • CPU在计算机系统中的地位和作用
01
CATALOGUE
CPU基础知识
CPU的定义与功能
总结词
CPU是计算机的核心部件，负责执行程序中的指令，处理数据和控制计算机各 部分协调工作。
ARM指令集
适用于移动设备和嵌入式系统，具有 低功耗和高效能的特点。
如何选择合适的CPU
01
02
03
04
根据用途选择
根据使用需求选择不同类型的 CPU，如办公、娱乐、游戏
、设计等。
考虑性能与价格
在预算范围内选择性能最佳的 CPU，避免过度投资或性能
不足。
考虑升级与扩展性
选择具有良好升级潜力和扩展 性的CPU，以满足未来需求
详细描述
CPU，全称为中央处理器，是计算机中最重要的核心部件，负责执行程序中的 指令，处理数据和控制计算机各部分协调工作。它是计算机的"大脑"，负责解 析和执行指令，处理数据，控制输入输出设备等操作。
CPU的组成结构
总结词
CPU由运算器、控制器、寄存器等组成，各部分协同工作完成指令的执行。
详细描述
制程工艺
要点一
总结词
制程工艺是指制造CPU的半导体技术工艺，它决定了CPU 的集成度和功耗。
要点二
详细描述
制程工艺是制造CPU的关键技术之一，它决定了CPU的集 成度和功耗。制程工艺越先进，意味着半导体技术越成熟 ，能够将更多的晶体管集成到更小的面积上，从而提高 CPU的性能。同时，制程工艺越先进，CPU的功耗也会相 应降低，提高能源利用效率。
cpu(计算机课件)
CPU将需要与量子计算硬件进行更好 的集成和协同工作，以实现量子计算 的优势。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
CPU故障排除
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
总结词
CPU故障可能会导致计 算机无法启动或运行不 正常。
详细描述
在排除CPU故障时，首 先应检查CPU是否正确 安装，确保其与主板兼 容。如果CPU安装正确 ，可以尝试更换其他已 知良好的部件来排除其 他故障源。如果问题仍 然存在，可能需要更换
CPU或主板。
计算机课件：CPU
目 录
• CPU的概述 • CPU的历史与发展 • CPU的性能指标 • CPU的种类与选择 • CPU的常见问题与维护 • CPU的未来展望
01 CPU的概述
CPU的定义
总结词
CPU是计算机的核心部件，负责执行 计算机程序中的指令。
详细描述
CPU，全称为中央处理器，是计算机硬 件系统的核心，负责执行计算机程序中 的指令，处理数据、执行计算和控制计 算机各部分协调工作。
03 CPU的性能指标
主频
主频
影响
主频是CPU的时钟频率，表示CPU每秒钟 执行的时钟周期数。主频越高，CPU处理 速度越快。
主频对计算机的运行速度有直接影响，是 衡量CPU性能的重要指标之一。
提升方法
注意事项
通过提高CPU的制造工艺和优化电路设计 ，可以提升主频。
主频并不是唯一的性能指标，还需要考虑 其他因素，如核心数、缓存大小等。
指令集
指令集
指令集是CPU执行的指 令集合，分为复杂指令 集和精简指令集两类。
功能
指令集决定了CPU能够 执行的操作和指令类型。
第2章 中央处理器
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
Core 2 Duo
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
CCUTSOFT
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
CCUTSOFT
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
2）基板
CPU基板就是承载CPU内核用的电路板，它负责
内核芯片和外界的通信，幵决定这一颗芯片的时钟
频率。
3）填充物
CPU内核和CPU基板之间往往还有填充物，填充
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
CPU的基本工作原理
原理如同一个工厂对产品的加工过程：迚入 工厂的原料（指令），经过物资分配部门（控制 单元）的调度分配，被送往生产线（逡辑运算单 元），生产出成品（处理后的数据）后，再存储 在仏库（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖
（交由应用程序使用）。
物的作用是用来缓解来自散热器的压力及固定芯片
和电路板。
CCUTSOFT
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
4）封装 CPU封装是采用特定的材料将CPU芯片戒CPU模 块固化在其中以防损坏的保护措施。 封装方式主要有两种：一种是PGA(插针网格 阵列)封装方式，一种是S.E.E.C(单边接插盒)封装方 式。 现在，在PGA的基础上还有PLGA（塑料焊盘栅 格阵列）、OLGA（有机管脚阵列）等封装技术。
CCUTSOFT
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
CPU工作原理示意图
CCUTSOFT
计算机硬件技术基础
第2章 计算机的主要部件
CPU的发展 丐界上第一台微处理器Intel4004
《中央处理器》课件
量子计算处理器
总结词
量子计算处理器是一种基于量子力学原理的 处理器，具有超强的计算能力和处理复杂问 题的潜力。
详细描述
量子计算处理器利用量子比特作为信息的基 本单位，通过量子叠加和量子纠缠等量子力 学现象，实现高度并行计算和指数级加速。 它有望解决一些经典计算机无法处理的复杂 问题，如化学反应模拟、优化问题等。目前 量子计算技术仍处于发展初期，但未来有望
人工智能集成
人工智能和机器学习技术在中 央处理器中的应用将更加广泛 ，集成AI功能的处理器将逐渐
普及。
未来中央处理器的技术挑战与机遇
制程技术瓶颈
随着制程技术逐渐接近物理极限，如 何进一步提升中央处理器的性能面临 挑战。
数据安全与隐私保护
随着中央处理器广泛应用于各种设备 ，数据安全和隐私保护成为亟待解决 的问题。
内存管理
负责内存空间的分配、回收和保护等 操作，保证程序的正常运行。
03 中央处理器的技术指标
主频与外频
主频
中央处理器的主频，也称为时钟频率，是指CPU内核工作的 时钟频率。主频越高，CPU处理速度越快。
外频
外频是指CPU与外部元件进行数据交换的速度，通常以MHz （兆赫兹）为单位。外频越高，CPU与外部设备的数据交换 速度越快。
中央处理器的性能优化
01
02
03
指令集优化
针对特定应用领域，设计 更高效的指令集，提高指 令执行速度。
流水线技术
通过流水线技术，将指令 执行过程划分为多个阶段 ，并行处理多个指令，提 高处理器的工作效率。
缓存技术
利用缓存存储常用数据和 指令，减少对内存的访问 延迟，提高数据和指令的 存取速度。
多核处理器的编程模型与优化
第2章 中央处理器PPT课件
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
本章知识点
CPU的基本概念及其性能指标 CPU的发展史 CPU的接口分类 CPU的安装 CPU的超频
2.1 CPU的性能指标
1 主频 外频 倍频
1）主频指的是CPU内核运行时的时钟频率， 主频的高低直接影响到CPU的运算速度。
2）外频指的是系统总线的工作频率，我们 也称其为总线频率。
3）
倍频指的是CPU 外频与主频相差的 倍数。
❖Socket 423
❖Socket 478
Socket 423插槽示意图
❖Slot 1
Slot 1架构的CPU插槽
❖Slot A
Slot 1架构的插槽
2.4 CPU的安装
2.5 CPU的超频 锁频和 Remark
补充 主流CPU介绍
Pentium 4 ❖优点：
● 各项性能都较好。 ● 超频性能好。 ● 封装方式好，安装时不易损坏。 ● 发热量不高。 ❖缺点： ● 价格高。
7 封装方式
最常见的是PGA（Pin-Grid Array，针删阵 列）
8 缓存
➢ 一级缓存（L1 Cache，内部缓存）
➢ 二级缓存（L2 Catch，外部缓存）
9 超线程技术（HT）
支持这一技术的是在P4 2.4G以上
2.2 CPU简介及其发展史
第2章 中央处理器课件
Memory Stick(MS卡),
Extreme Digital Card(XD卡),
Trans Flash Card (TF卡)
选购
8.5 实习
8.5.1 实习1——软盘驱动器的安装
用任一个接头接到软驱的电源接口上，如图8-8所示。 数据电缆线接在软驱的数据接口上，这些接口一般在 软驱电路板的下面。
表8-1 1.44MB驱动器技术参数
5. 使用软盘驱动器时的注意事项
8.2.2 软盘类型、结构和技术参数 1. 软盘的类型和结构
3.5英寸软盘，其外观如图8-3所示。
图8-3 3.5英寸软盘的外观
图8-4 软盘的磁道和扇区
2. 软盘的技术指标 (1) 面数 (2) 磁道 (3) 扇区 软盘上磁道和扇区的分布情况如图8-4所示。 图8-4 软盘的磁道和扇区
安国AU6390移动硬盘盒控制芯片 低端控制芯片的代表是安国AU6390、扬智ALi M5642、创惟GL811系列等。 这些芯片的特点是：稳定性和数据传输性能相对要差一些，但足够应对日常的 工作需求，因为其价格低廉，多应用在低端硬盘盒上。
小板设计的PCB无需给硬盘安装螺丝，可硬盘安装后稳定性较差，抗震能 力一般，但这种方法可以有效的节约硬盘盒成本。
图8-10 新驱动器图标
(4) 存储容量 是格式化容量（字节数）=每扇区字节数（512B）×每磁道扇区数 ×每面磁道数×面数
8.3 USB闪存盘
目前市场上的USB闪存盘品牌很多，典型产品有朗 科优盘（OnlyDisk）、爱国者迷你王（MiniKing）等。 常见USB闪存盘的外观如图8-5所示。
图8-5 常见USB闪存盘的外观
第2章 中央处理器
工艺水平
表示组成CPU芯片的电子线路宽度或元件的细致
程度。
2.3.7
工作电压
工作电压指CPU正常工作时所需的电压。
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
2.4 CPU的接口方式与封装形式
2.4.1 CPU的接口方式
2.4.2 CPU的封装形式
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
21世纪
AMD
AMD
AMD AMD VIA
Barton
Athlon 64 Athlon FX C3
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
2.2 CPU的结构与工作原理
2.2.1 CPU概述
2.2.2 CPU的结构 2.2.3 CPU的工作原理
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
2.2 CPU的结构与工作原理
AMD K6-3
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
2.1 阅读资料: CPU的发展历程
2.1.2
AMD
Athlon XP
AMD Duron
AMD Barton
AMD Athlon 64
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
2.1 阅读资料: CPU的发展历程
2.1.3
VIA （ Cyrix ）
2.5.1
2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6
“双核心” 技术 “应变硅” 技术 3D NOW!指令集技术 超线程技术 64 位技术 制造工艺
《计算机组装与维护》——第2章 中央处理器
2.5 CPU 新技术
2.5.1
“双核心” 技术
即在一颗CPU中真正集成两个物理运行核心，并且每个核
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《计算机组装与维护》第 2 章
2.3 CPU的性能指标
2.3.1 主频、外频、倍频 2.3.2 字长 2.3.3 寻址空间 2.3.4 缓存 2.3.5 扩展指令集 2.3.6 工艺水平 2.3.7 工作电压
《计算机组装与维护》第 2 章
2.3 CPU的性能指标
主频 ：CPU的主频又称CPU时钟频率，即CPU正常工作时
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.3 Cyrix(VIA)
Cyrix MII
Cyrix 6x86 Cyrix III
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.4 阅读总结
时间 1971 1974 1978 1979 1982 1985 1989
1993
1995
公司名称 Intel Intel Intel Intel Intel Intel Intel Intel AMD Intel
寻址空间 ：由地址总线宽度决定，它规定了CPU可以访问的 物理内存的地址空间是多大。
缓 存 ：高速缓存就是可以进行快速数据存取的存储器。
扩展指令集：在CPU中增加扩展指令集是为了增加CPU处理多媒体和
3D图形方面的应用能力。 MMX 、SSE 、3D NOW ！
工艺水平：表示组成CPU芯片的电子线路宽度或元件的细致程 度。
工作电压：工作电压指CPU正常工作时所需的电压。
《计算机组装与维护》第 2 章
2.4 CPU的接口方式与封装形式
2.4.1 CPU的接口方式
2.4.2 CPU的封装形式
接口方式:
是CPU与主板连接的方式。经过 的四个阶段：引脚式、插卡式、
针脚式和触点式。
封装形式: CPU的封装是指采用特定的材料
将CPU芯片模块固化在其中以防
Slot 接口: Slot 1、Slot 2、Slot A
《计算机组装与维护》第 2 章
2.4.1 CPU 的接口方式
Socket 370
Socket A
《计算机组装与维护》第 2 章
2.4.1 CPU 的接口方式
Pentium MMX K5
Pentium II Celeron K6 K6-2 6x86MX PII Xeon Celeron A K6-3 Cyrix MII
Pentium III Athlon(k7)
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.4 阅读总结
2000 21世纪
ห้องสมุดไป่ตู้
Intel Intel Intel Intel Intel AMD AMD AMD AMD AMD
CPU名称 Intel 4004 Intel 8080 Intel 8086 Intel 8088
80286 80386 80486 Pentium 486DX2/DX4/X5 Pentium Pro
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.4 阅读总结
1996 1997
1998 1999
Intel AMD Intel Intel AMD AMD Cyrix Intel Intel AMD Cyrix Intel AMD
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.1 Inetl (英特尔公司)
Pentium
Pentium PRO
Pentium MMX
PentiumⅡ
PentiumⅡ Xeon
PentiumⅢ
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.1 Inetl (英特尔公司)
Celeron II
Pentium 4
Celeron 4
《计算机组装与维护》第 2 章
2.2.1 CPU概述
CPU是计算机系统的核心部件，控制着整个计算机系统 的工作。CPU一般由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存 储器等几部分组成，主要用来进行分析、判断、运算并控制 计算机各个部件协调工作。
2.2.2 CPU的结构
《计算机组装与维护》第 2 章
2.2.3 CPU的工作原理
Central Processing Unit 2.1.1 Intel(英特尔公司) 2.1.2 AMD(超微公司) 2.1.3 Cyrix(VIA) 2.1.4 阅读总结
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.1 Inetl (英特尔公司)
4004
8080
8086
8088
80286
80386
80486
在一个单位时钟周期内完成的指令数多少。
外频 ：指数字脉冲信号每秒钟震荡的次数，它是衡量
PCI及其他总线频率的一个重要指标。
FSB ：前端总线频率指的是CPU与北桥芯片之间总线的速
度。
倍频：表示主频与外频之间的倍数 公式：主频=外频×倍频
《计算机组装与维护》第 2 章
2.3 CPU的性能指标
字 长：字长是CPU与二级高速缓存、内存及输入／输出设 备之间一次所能交换的二进制的位数，字长数也 是数据总路线宽度。
VIA
Celeron II Pentium 4 Celeron 4 Celeron D
Xeon Duron Athlon XP Barton Athlon 64 Athlon FX
C3
《计算机组装与维护》第 2 章
2.2 CPU的结构与工作原理
2.2.1 CPU概述 2.2.2 CPU的结构 2.2.3 CPU的工作原理
止损坏的保护措施，也可以把它
理解为CPU芯片的外壳。
《计算机组装与维护》第 2 章
2.4.1 CPU 的接口方式
Socket 接口: Socket 370、Socket A、Socket 423、Socket
478、Socket 603、Socket 604、Socket 754、 Socket 939、Socket 940、Socket 775
Celeron D
Xeon
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.2 AMD (超微公司)
AMD 486
AMD K5
AMD K6
AMD K6-2
AMD K6-3
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1.2 AMD (超微公司)
AMD Duron
Athlon XP
AMD Barton
AMD Athlon 64
《计算机组装与维护》第 2 章
第2章 中央处理器
2.1 CPU的发展历程 2.2 CPU的结构与工作原理 2.3 CPU的性能指标 2.4 CPU的接口方式与封装形式 2.5 CPU新技术 2.6 CPU编号识别 2.7 CPU选购
《计算机组装与维护》第 2 章
2.1 CPU的发展历程
中央处理器（CPU）：