2-中央处理器PPT课件
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计算机系统的组成与工作原理ppt课件
工作原理
参照人类大脑的工作方式，首先我们通过眼 睛、耳朵等感觉器官，将捕捉到的信息输送到 大脑并存储起来。然后经过思考，结合已掌握 的知识，按照一定的方法和步骤，对信息进行 加工处理，产生处理结果。然后在经过大脑的 控制，利用口、手等器官，把结果表达出来。 计算机的工作方式也是类似的：
计算机工作原理
它是计算机的核心部件，负责解释执行计算机的基 本指令，完成计算机对各种信息的加工处理工作。 它主要由运算器和控制器组成。
信息处理 的核心
信息处理的 指挥中心
现在市场上常用的是AMD处理器、英特尔处理器等。
AMD处理器
Intel处理器
主 机 板
二、存储器
（1）内存储器，简称内存，也叫主存储器。 用于存储计算机当前工作中正在运行的程序、 数据等，相当于计算机内部的存储中心。
操作系统有DOS、windows等，我们常用的 WINDOWS 是一个多任务、多窗口的操作系统 。
应用软件是为了解决一些实际问题的计算机程序。 我们在计算机上作画，需要作图软件如photoshop, 作动画需要动画软件flash，我们写文章要用文字 编辑软件，如microsoft word，老师做课件用ppt 等。
注意：在我们使用完USB移动存储器时，一定要在计算机上进行“安全 删除硬件”的操作。等WINDOWS通知可以移除设备时，才可以从USB接口 中拔出设备
内 存 条
U 盘
光驱
三、输入设备：用于计算机从外界获取信息
键
鼠
盘
标
摄 像 头 扫描仪
数码相机
四、输出设备：用于将信息传递给外界 打 印 机
显 示 器
数据输入 输入设备
运算器 存储器
输出 设备 输出 结果
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发展史》课件
服务器
服务器是提供网络服务的计算机，其CPU通常采用多核设 计，具备高可靠性、高性能和高扩展性等特点。服务器 CPU能够处理大量数据和网络请求，为各种应用程序提供 稳定、高效的服务。
随着云计算和大数据技术的不断发展，服务器CPU的性能 要求也越来越高，需要具备更高的运算速度和数据处理能 力。
嵌入式系统
指令集的优化
03
04
运算速度大幅 提升
第四代CPU的特征
01
超大规模集成电路
02
多核处理器的出现
03 04
并行处理能力增强 支持多媒体处理和游戏性能优化
多核处理器的出现
提高处理器性能
支持多任务处理和并行计 算
降低功耗和散热问题
广泛应用于服务器、桌面 和移动设备
03 CPU的制造工艺
微米级制造工艺
量子计算和神经网络处理器的兴起
量子计算
01
利用量子力学的特性进行计算的新型计算模式，具有超强的并
行计算能力和指数级加经元网络的处理器，适用于人工智能、机器学习等
领域，具有高效的学习和推理能力。
量子计算和神经网络处理器的融合
03
随着技术的不断发展，量子计算和神经网络处理器将有可能实
第一代CPU采用真空管作为基本 元件，代表机型为UNIVAC I。
02
第一代CPU运算速度较慢，可靠 性也不高，但它的出现奠定了计 算机的基础。
02 CPU的发展历程
第二代CPU的特征
晶体管代替电子管 体积缩小
逻辑运算能力增强 功耗降低
第三代CPU的特征
01
集成电路代替 晶体管
02
高速缓存的出 现
异构计算的发展
异构计算
是指将不同类型的处理器（如 CPU、GPU、FPGA等）结合使用 ，以实现更高效、更灵活的计算 能力。
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。
西安电子科技大学_计算机组成原理第5章中央处理器_课件PPT
控制信号 指令译码 /控制器
F→IR
IR
总线B IR→B
设ALU的功能有： F = A + B (ADD)， F = A - B (SUB)， F = A + 1 (INC)， F = A - 1 (DEC)，
MAR F→MAR
ABUS
M
Read Write
DBUS
F→PC F→R0 F→R1
F→Rn-1
28
5了5条微指令I1～I5所发出的控制信号a～j。 设计微指令的控制字段，要求保持微指令本身的并 行性，需要最少的控制位数为______。
A. 6
B. 7
C. 8
D. 10
微指令
激活的控制信号
abcde f gh i j
I1 √
√√√
I2
√√
√√
I3
西安电子科技大学 计算机学院
计算机组成原理考研辅导
5 第 章 中央处理器
2021年9月3日 21:40:12
考研大纲
（一）CPU的功能和基本结构 （二）指令执行过程 （三）数据通路的功能和基本结构 （四）控制器的功能和工作原理
1. 硬布线控制器 2. 微程序控制器
微程序、微指令和微命令 微指令格式，微命令的编码方式 微地址的形成方式
水平型 垂直型 混合型
A1 A2 … An-1 An 判断测试字段 后续地址字段
操作控制
顺序控制
μOP 微操作码
Rd 目的地址
Rs 源地址
25
5.4 硬布线控制器和微程序控制器 二、微程序控制器 硬布线与微程序控制器的特点： 硬布线：速度快，不规整，修改及扩充困难 微程序：速度慢，规整，容易修改及扩充
《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
计算机组装与维护课件第2章中央处理器(CPU)
（1）周期和频率 （2）主频和外频 （3）前端总线频率 （4）缓存 （5）制造工艺
7
第2章 中央处理器(CPU)
第2章 中央处理器(CPU)
1
第2章 中央处理器(CPU)
通过本章，你应当：
（1）了解CPU的功能。 （2）了解CPU的发展过程。 （3）掌握CPU的性能指标。 （4）了解CPU的工作原理。
2
第2章 中央处理器(CPU)
2.1 CPU简介
CPU的概念: CPU是执行程序指令、完成运算和控制功能 的大规模集成电路芯片。它的内部结构包括 控制器、运算、处理数据和导出数据。 CPU的工作原理: CPU需要通过控制器、寄存器和运算器等来 3 实现对数据的读取、处理和导出。
第2章 中央处理器(CPU)
第2章 中央处理器(CPU)
第2章 中央处理器(CPU)
2.1 CPU的发展过程
(4)64位和双核心阶段 2005年Intel公司
发布Pentium D处理器， 这款处理器为64位，双 内核，主要是面向数字 化家庭娱乐和数字化办 公。
6
第2章 中央处理器(CPU)
2.2 CPU的性能指标
7
第2章 中央处理器(CPU)
第2章 中央处理器(CPU)
1
第2章 中央处理器(CPU)
通过本章，你应当：
（1）了解CPU的功能。 （2）了解CPU的发展过程。 （3）掌握CPU的性能指标。 （4）了解CPU的工作原理。
2
第2章 中央处理器(CPU)
2.1 CPU简介
CPU的概念: CPU是执行程序指令、完成运算和控制功能 的大规模集成电路芯片。它的内部结构包括 控制器、运算、处理数据和导出数据。 CPU的工作原理: CPU需要通过控制器、寄存器和运算器等来 3 实现对数据的读取、处理和导出。
第2章 中央处理器(CPU)
第2章 中央处理器(CPU)
第2章 中央处理器(CPU)
2.1 CPU的发展过程
(4)64位和双核心阶段 2005年Intel公司
发布Pentium D处理器， 这款处理器为64位，双 内核，主要是面向数字 化家庭娱乐和数字化办 公。
6
第2章 中央处理器(CPU)
2.2 CPU的性能指标
2024年度-计算机硬件PPT课件
碳纳米管
一种新型纳米材料，可应用于制造更 小、更快、更节能的计算机芯片。
柔性电子
可弯曲、可折叠的电子设备，为可穿 戴设备和物联网等领域带来创新。
45
未来硬件发展趋势预测
人工智能硬件
AI芯片、智能传感器等将推动人工智能技术 在各领域的广泛应用。
边缘计算硬件
随着云计算向边缘延伸，边缘计算硬件将实 现更高效的数据处理和分析。
正确安装
按照说明书和主板标识正确安装各个部件，避免插错或损坏。
37
硬件组装步骤与注意事项
散热处理
确保CPU、显卡等发热部件的散热器安装 牢固，散热膏涂抹均匀。
VS
连接稳固
连接线需插入到位，避免松动或接触不良。
38
常见故障诊断及排除方法
开机无显示 检查电源是否插好，电源线是否损坏。 检查显示器连接线是否插好，显示器是否开启。
检查硬盘或光驱是否损坏，或更换硬 盘或光驱尝试。
检查主板SATA接口是否损坏，或更换 SATA数据线尝试。
42
硬件维护技巧与建议
注意散热
确保CPU、显卡等发热部件的 散热器工作正常，定期更换散 热膏。
定期备份数据
定期备份重要数据，以防硬盘 故障导致数据丢失。
定期清理灰尘
定期清理机箱内部的灰尘，保 持硬件清洁，避免散热不良。
ROM（只读存储器）
13
内存储器类型及特点
断电后数据保留
用于存储固定信息，如BIOS芯片 14
外存储器类型及特点
硬盘 容量大，价格相对较低
读写速度较慢
15
外存储器类型及特点
长期保存数据 固态硬盘（SSD）
读写速度快
16
外存储器类型及特点
计算机的组成(ppt课件)
外存：硬盘、光盘、优盘，数据永久性，速度慢，容量大
6、ห้องสมุดไป่ตู้示卡
通过总线连接CPU与显示 器之间的接口电路,
显存：16M, 32M，64M
显示器：超平，纯平，液晶 分辨率: 像素 dpi（dot per inch） bps (bit per second)
声效卡
7、网卡、Modem
音箱、打印机、扫描仪 键盘、鼠标、
3、内存
•内存:指的就是主板上的存储部件，使CPU直接与之沟通，存放 当前正在使用的（即执行中）的数据和程序。
•分类：ROM——固化在芯片上，存放一些监控程序。（主板上）
•
RAM——内存条，只用于暂时存放程序和数据，一旦关
闭电源或发生断电，其中的 程序和 数据 就会丢失。
内存储器
• CPU 与内存储器 频繁的数据交换
容量
计量单位：字节(Byte) B、KB、MB、GB、TB 1B=8 bit 即1 字节 (Byte) = 8 位（bit） 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
5、硬盘、光驱、软驱
内存与外存的不同特点：
内存： RAM内存条
数据易失性，速度快，容量小
第二章 计算机硬件和软件
• 计算机完整的系统由 硬件 和 软件 组成
第一节 计算机的硬件构成
1、主板 2、CPU(中央处理器） 3、内存 4、硬盘 5、光驱、软驱 6、显卡、声卡 7、网卡 8、外设
显
示
器
声卡网卡
显卡
内存
电 源
主 板
键 盘
鼠标
CPU
硬 盘 光驱 软驱
1、主板
主板上有许多插槽， 可以插“即插即用”设备， 比如网卡、声卡、显卡、 内存等，还提供各种部 件的接口，一些数据线 也是插在主板上。计算 机的绝大部分部件都是 集成在主板上的！
计算机硬件基础知识PPT课件
02 中央处理器（CPU）
CPU的组成与功能
组成
CPU由运算器、控制器和寄存器 组成，负责执行指令和处理数据 。
功能
CPU是计算机的核心部件，负责 控制和协调计算机各部分的工作 ，执行算术、逻辑、控制和输入 输出等操作。
CPU的主要性能指标
01
02
03
04
频率
CPU的时钟频率，单位为兆赫 兹（MHz）或吉赫兹（GHz），
机箱与电源
机箱是计算机的外壳，用于保护和固定计算机内部组件。
电源是计算机的能源供应设备，用于将电能转换成计算 机所需的直流电。
机箱通常包括散热系统、电缆管理、扩展槽和面板接口 等部分。
电源通常包括电源单元、电缆和连接器等部分，其稳定 性和可靠性对计算机的正常运行至关重要。
07 计算机硬件维护与升级
计算机硬件的发展历程
总结词
随着技术的不断发展，计算机硬件也在不断更新换代，经历了从电子管到集成电路、超大规模集成电路等不同阶 段的发展。
详细描述
自20世纪40年代第一台电子计算机诞生以来，计算机硬件的发展经历了多个阶段。从最初的电子管计算机到后来 的晶体管计算机、集成电路计算机，再到现代的超大规模集成电路计算机，计算机硬件的体积不断缩小，性能不 断提升，成本不断降低，为计算机的普及和应用提供了有力支持。
详细描述
计算机硬件是实际可见的物理设备，包括各种电子元件和机械设备。它与计算 机软件相对，是计算机系统的基础。计算机硬件主要包括中央处理器、存储器、 输入输出设备等部分。
计算机硬件的重要性
总结词
计算机硬件是实现计算机功能的基础，对计算机的性能、稳定性和安全性等方面 具有重要影响。
详细描述
计算机硬件作为计算机系统的物理基础，是实现计算机功能的关键。硬件的性能 直接决定了计算机的运行速度、存储容量等指标，而硬件的稳定性和安全性则直 接关系到计算机的使用效果和数据安全。
计算机的主要部件PPT课件
数据传输
数据在各部件之间进行传 输，通过主板和其他接口 进行连接和交互。
计算机的分类
台式机
个人使用的计算机，体 积较大，性能稳定。
笔记本
便携式计算机，适合移 动办公和学习。
平板电脑
无键盘和鼠标的触控式 计算机，操作简便。
工作站
高性能的专业计算机， 用于处理复杂的数据和
图形。
02 中央处理器(CPU)
输入设备
用于向计算机输入数据和命令， 如键盘、鼠标、扫描仪等。
存储器
用于存储数据和程序，如硬盘、 内存等。
主板
连接和传输各部件之间的信息， 是计算机的骨架。
计算机的工作原理
01
02
03
指令执行
处理器从内存中读取指令 并执行，完成一系列计算 和操作。
数据处理
处理器对数据进行运算和 处理，并将结果存储在内 存或存储器中。
PCI与PCI-E插槽
用于安装不同类型的扩展卡，如显卡、声卡 等。
主板的性能指标
处理器支持
衡量主板能够支持的处理器类型和性能。
扩展能力
主板提供的各种接口和扩展槽的数量 和类型。
内存支持
主板对内存的容量和速度的支持程度。
稳定性和耐用性
主板的质量和可靠性，包括电容、电 阻等电子元件的质量和焊接工艺。
主板的选购建议
04 输入输出设备(I/O)
输入设备
键盘
键盘是最常见的输入设备之一，用于 输入字符和命令。
鼠标
鼠标用于选择、拖动、点击等操作， 是图形界面中不可或缺的输入设备。
扫描仪
扫描仪可以将纸质文档转化为数字格 式，方便存储和传输。
触摸屏
触摸屏是一种新型的输入设备，通过 触摸屏幕进行操作，适用于移动设备 和一些桌面设备。
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-
7Hale Waihona Puke ④CPU的位和字长。位是计算机处理二进制数据的最小单位，
1个“0”或“1”表示1位。字长是指CPU在单位时间内能一次处
理的二进制数的位数。例如32位的CPU能在单位时间内处理字
长为32位的二进制数数据。
⑤缓存。CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的
临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要
第四步 看散热器风扇
第二步 看Intel产品标签
第五步 看盒内保修卡
第三步 看产品封口标签
第六步 通过短信或网站认证
-
11
2.3.2 AMD CPU选购
1. 看包装盒
4. 看条形码
2. 检查封口防伪标签
5. CPU表面文字
3. 看封条的颜色
6. 看销售商名称和地址
-
12
2.3.3 利用Intel(R)Processor Frequency ID 和CPU-Z软件测试Intel的CPU
⑦多核心。多核心是指单芯片多核处理器。
-
9
2.2 制定选购方案:选购CPU前的分析
选购原则: 1. 首先把CPU确定下来,再根据CPU的类型选择 其他配件 2. 认清需求,看清定位,结合自己的应用和财力综 合考虑, 做出合理的选择
-
10
2.3 实战选购CPU
2.3.1 Intel CPU的选购
第一步 看总代标签
-
13
-
14
-
15
快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写
速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很
多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内
存。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短
时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内
存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。L1 Cache(一级缓
存)、L2 Cache(二级缓存)、L3 Cache(三级缓存)。
-
8
⑥封装形式。通常采用Socket插座进行安装的 CPU使用PGA(栅格阵列)方式封装，而采用Slot x 槽安装的CPU则全部采用SEC(单边接插盒)的形式 封装。现在还有PLGA(Plastic Land Grid Array)、 OLGA(Organic Land Grid Array)等封装技术。
中央处理器(CPU)
教学目标:
A级 1 了解CPU的基本知识和性能参数 2 了解Interl系列和AMD系列中不同种类的CPU 3 掌握CPU的识别方法
B级 1 能够针对不同用户的需要,选购使用CPU 2 掌握CPU性能测试的方法
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1
2.1 基础知识:认识CPU
-
2
-
3
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4
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2. CPU
CPU(中央处理器)一般由逻辑运算单元、控制单元和 存储单元组成，它是计算机的核心元件。CPU生产厂商中 比较著名的是Intel公司和AMD公司。它的主要参数有主 频、外频、字长、Cache等，表示CPU的性能。
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CPU的性能指标
①主频。也称时钟频率，单位是MHz，用来表示 CPU的运算速度。 ②外频。外频是CPU的基准频率，单位是MHz。 CPU的外频决定着整块主板的运行速度。 ③倍频系数。倍频系数是指CPU主频与外频之间的 相对比例关系。CPU主频=外频×倍频系数。