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處理器是解釋並執行指令的功能部件。每個處理器都有一個獨特的諸如add、store或load這樣的操作集,這個操作集就是該處理器的指令系統。計算機系統設計者習慣將計算機稱為機器,所以該指令系統有時也稱作機器指令系統,而書寫它們的二進位制語言叫做機器語言——注意:
不要將處理器的指令系統與basic或pascal這樣的高階程式設計語言中的指令相混淆——指令由操作碼和運算元組成,操作碼指明要完成的操作功能,而運算元則表示操作的物件。例如,一條指令要完成兩數相加的操作,它就必須知道:1、這兩個數是什麼?
2、這兩個數在哪兒?當這兩個數儲存在計算機記憶體中時,則應有指明其位置的地址,所以如果運算元表示的是計算機記憶體中的資料,則該運算元叫做地址。
處理器的工作就是從儲存器中找到指令和運算元,並執行每個操作,完成這些工作後就通知儲存器送來下一條指令。處理器以驚人的速度一遍又一遍地重複以上這一步步的操作。一個稱作時鐘的計時器準確地發出定時電訊號,該訊號為處理器工作提供有規律的脈衝。
測量計算機速度的術語引自電子工程領域,稱作兆赫(mhz),兆赫意指每秒百萬個週期。例如:普通時鐘每秒一個滴答,而在8mhz的處理器中,計算機的時鐘則滴答了8百萬次。
處理器由兩個功能部件(控制部件和算邏部件)和一組稱作暫存器的特殊工作空間組成。控制部件是負責監督整個計算機系統操作的功能部件。有些方面它類似於智慧**交換機,因為它將計算機系統的各功能部件連結起來,並根據當前執行程式的需要控制每個部件完成操作。
控制部件從儲存器中取出指令,並確定其型別或對之進行譯碼,然後將每條指令分解成一系列簡單的、很小的步驟或動作。這樣,就可控制整個計算機系統一步一步地操作。算邏部件(alu)是為計算機提供邏輯及計算能力的功能部件。
控制部件將資料送到算邏部件中,然後由算邏部件完成執行指令所需的算術或邏輯操作。算術操作包括加、減、乘、除。邏輯操作完成比較,並根據結果選擇操作,例如:
比較兩個數是否相等,如果相等,則繼續處理;如果不等,則停止處理。暫存器是處理器內部的儲存單元。控制部件中的暫存器用來跟蹤正在執行的程式的總體狀態,它儲存如像當前指令,下一條將執行指令的地址以及當前指令的運算元這樣一些資訊。
在算邏部件中,暫存器存放要進行加、減、乘、除及比較的資料項,而其它暫存器則存放算術及邏輯操作的結果。影響處理器速度和效能的一個重要因素是暫存器的大小。字的大小這一術語(也稱字長)描述了運算元暫存器的大小,但它也可用來不那麼嚴格地描述出入處理器的通道的大小。
現在,通用計算機的字長通常是8到64位。如果處理器的運算元暫存器是16位的,那麼就稱該處理器是16位處理器。指令碼數字計算機是通用的數字系統。
一臺通用數字計算機可執行各種微操作,並且還可以規定它必須執行哪些特定的操作序列。該系統的使用者可通過程式控制處理過程,所謂程式是指定操作、操作碼及執行處理序列的指令集合。通過編寫不同指令的新程式或者對相同指令輸入不同資料,可以很簡單地改變資料處理的任務。
計算機的指令是指定計算機微操作序列的二進位制**。指令碼同資料一起儲存在儲存器中。控制器從儲存器中讀出每條指令,並將其存放在控制暫存器中,然後控制器解釋取出指令的二進位制**,並通過發出一系列控制操作來完成該指令。
每臺通用計算機都有其獨有的指令系統。儲存並執行指令的能力(儲存程式的概念)是通用計算機最重要的特性。「工作頻率」又稱為「主頻」,頻率越高,表明指令的執行速度越快,指令的執行時間也就越短,對資訊的處理能力與效率就高。
這裡要對初學者說的是,處理器的工作頻率並不能完全決定其工作效能,設計方法、執行環境等這些都是效能好壞的重要因素。**處理器,或簡稱為處理器,英文縮寫為cpu,即centralprocessingunit,是電子計算機(港譯-電子計算器)的主要裝置之一,其功能主要是解譯計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。cpu為電子計算機設計提供了基本的數字計算特性。
cpu、儲存裝置和輸入/輸出裝置是現代微型電腦的三大核心部件。由積體電路製造的cpu通常稱為微型處理器。
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