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中央處理器(CPU,central processing unit)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心,是信息處理、程序運(yùn)行的終執(zhí)行單元。CPU 自產(chǎn)生以來(lái),在邏輯結(jié)構(gòu)、運(yùn)行效率以及功能外延上取得了巨大發(fā)展
通常來(lái)講,CPU的結(jié)構(gòu)可以大致分為運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。所謂運(yùn)算邏輯部件,主要能夠進(jìn)行相關(guān)的邏輯運(yùn)算,如:可以執(zhí)行移位操作以及邏輯操作,除此之外還可以執(zhí)行定點(diǎn)或浮點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算操作以及地址運(yùn)算和轉(zhuǎn)換等命令,是一種多功能的運(yùn)算單元。而寄存器部件則是用來(lái)暫存指令、數(shù)據(jù)和地址的??刂撇考t是主要用來(lái)對(duì)指令進(jìn)行分析并且能夠發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。而計(jì)算機(jī)的內(nèi)存又可以分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀儲(chǔ)存器(ROM)。兩者的區(qū)別在于,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器能夠與CPU直接的進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換,也可以將其稱為主存。對(duì)于RAM可以隨時(shí)的進(jìn)行讀寫,而且這個(gè)過(guò)程的速度很快,因此由于主存所具有的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)也往往將其作為操作系統(tǒng)或其他正在運(yùn)行中的程序的臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介;而只讀存儲(chǔ)器ROM是一種只能讀出事先所存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器,使用者對(duì)于其內(nèi)部存儲(chǔ)的資料沒(méi)有改變的權(quán)限也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行刪除,并且在電源關(guān)閉以后資料并不會(huì)消失。這種內(nèi)存也得到了廣泛的應(yīng)用,在那些資料不需要經(jīng)常變更的電子或電腦系統(tǒng)中得到了很好地應(yīng)用。對(duì)于中央處理器來(lái)說(shuō),可將其看作一個(gè)規(guī)模較大的集成電路,其主要任務(wù)是加工和處理各種數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存容量相對(duì)較小,其對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中具有一定難度,且處理效果相對(duì)較低。隨著我國(guó)信息技術(shù)水平的迅速發(fā)展,隨之出現(xiàn)了高配置的處理器計(jì)算機(jī),將高配置處理器作為控制中心,對(duì)提高計(jì)算機(jī)CPU的結(jié)構(gòu)功能發(fā)揮重要作用。中央處理器中的核心部分就是控制器、運(yùn)算器,其對(duì)提高計(jì)算機(jī)的整體功能起著重要作用,能夠?qū)崿F(xiàn)寄存控制、邏輯運(yùn)算、信號(hào)收發(fā)等多項(xiàng)功能的擴(kuò)散,為提升計(jì)算機(jī)的性能奠定良好基礎(chǔ)。[2]
集成電路在計(jì)算機(jī)內(nèi)起到了調(diào)控信號(hào)的作用,根據(jù)用戶操作指令執(zhí)行不同的指令任務(wù)。中央處理器是一塊超大規(guī)模的集成電路。它由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成,如下圖,關(guān)鍵操作在于對(duì)各類數(shù)據(jù)的加工和處理。