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中央处理器 (CPU)

中央处理器 (CPU)

是计算机的电子电路,负责解释计算机程序的指令并根据这些指令执行基本操作。基本操作包括算术、逻辑、控制和输入/输出(I/O)。自 1960 年代初以来,中央处理器 (CPU) 一词已广泛用于计算机行业。

CPU 主要由四个功能单元组成:

  • 控制单元:负责控制 CPU 内的指令和数据流。

  • 算术逻辑单元 (ALU):执行 CPU 的所有算术和逻辑运算计算。

  • 寄存器:是可以非常快速地访问的内部存储单元。这些组件用于存储变量(数据、地址)或算术/逻辑运算的中间结果。

  • 高速缓存:是一种更小更快的内存,可以最大限度地减少对主内存的访问,从而提高 CPU 性能。

这些单元通过时钟速率同步并通过三种类型的总线连接:

  • 数据总线:负责传送数据。

  • 地址总线:传送要读取或写入的内存地址。

  • 控制总线:允许管理其他组件和 I/O 设备。

CPU 架构的特征还在于它可以执行的指令集。通常,有两种类型的指令集架构:

  • CISC(复杂指令集计算机):一组广泛的复杂指令,可以在几个时钟周期内执行多个低级操作,例如算术运算、内存访问或地址计算。

  • RISC(精简指令集计算机):在一个时钟周期内执行单个低级操作的精简指令集。