
内部结构
CPU的基本任务是执行指令,该指令最终对于计算机来说是0和1的序列。 CPU在逻辑上可以分为3个模块,即控制单元,算术单元和存储单元。其内部结构如下:

【1】控制单元</ p>
控制单元是整个CPU的命令和控制中心。它由指令寄存器IR(指令寄存器),指令ID(指令)和操作控制器OC(操作控制器)等组成,以协调整个计算机的有序工作。根据用户的预编程程序,它依次从存储器中取出每条指令,将其放入指令寄存器IR中,通过指令解码(分析)确定应执行的操作,然后根据指令对控制器OC进行操作。确定的时序将微操作控制信号发送到相应的组件。运算控制器OC主要包括:拍脉冲发生器,控制矩阵,时钟脉冲发生器,复位电路和启停电路等控制逻辑。
[2]操作单元
算术单元是算术单元的核心。它可以执行算术运算(包括加,减,乘和加运算等基本运算)和逻辑运算(包括移位,逻辑测试或两个值的比较)。相对于控制单元,算术单元接受控制单元的命令来执行动作,也就是说,算术单元执行的所有操作都由控制单元发出的控制信号进行控制,因此它是执行组件。

【3】存储单元
存储单元包括CPU片上高速缓存和寄存器集。这是将数据临时存储在CPU中的地方。等待处理的数据或已处理的数据存储在CPU中。 CPU访问寄存器所花的时间比存储器要长。短时间。寄存器的使用可以减少CPU访问内存的次数,从而提高CPU的工作速度。寄存器组可以分为特殊寄存器和通用寄存器。特殊寄存器的作用是固定的,分别注册相应的数据;虽然通用寄存器已被广泛使用,并且可以由程序员指定。
工作原理
通常,CPU从存储器中逐个提取指令和相应的数据,并根据指令操作码的规定对数据进行算术处理,直到执行程序为止。具体过程可以分为以下四个步骤:
【1】获取指令
CPU控制器从内存中读取一条指令,并将其放入指令寄存器中。指令格式如下:


操作代码:汇编语言中的符号代码,例如mov,add,jmp;
操作数地址:指示此指令所需的操作数的位置,无论是在内存中还是在CPU的内部寄存器中。
[2]指令解码
对指令寄存器中的指令进行解码,以确定该指令应执行哪种操作(指令中的操作码)以及操作数在何处(操作数的地址)。
【3】执行指令
指令的执行分为两个阶段:获取操作数和执行操作。
获取操作数:CPU通过寻址操作将内存中的操作数(数据段)读取到通用寄存器中,并将其临时存储。

运算:运算单元通过指令中的操作码对寄存器中的操作数执行mov,add,jmp运算。
【4】指令数
修改指令计数器,以确定下一条指令的地址。 CPU重复上述三个步骤,并依次执行内存代码段中的指令,直到执行程序为止。
CPU字长
CPU在单位时间内(同时)可以处理的二进制数的位数称为字长。因此,可以处理8位数据的CPU通常称为8位CPU。同样,一个32位CPU可以处理每单位时间字长为32位的二进制数据。
常见的32位CPU和64位CPU主要有以下两个区别:
[1]不同的处理能力

32位CPU指令最多可以处理32位二进制数据,即一次可以处理4个字节的数据。
64位CPU指令最多可以处理64位二进制数据,即一次可以处理8个字节的数据。
[2]不同的寻址空间
32位CPU的寻址范围是32位二进制文件。一个32位二进制数可以表示的地址长度是2的32次幂,即最大寻址空间是4GB。
64位CPU的寻址范围是64位二进制。可表示的地址长度越大,寻址空间越大。
参考资料
[1] CPU的内部体系结构和工作原理
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海洋公约的缔约国当然可以说12海里是入侵