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数据与指令在如何CPU中的运行?

2023-03-18 10:43来源:m.sf1369.com作者:宇宇

一、数据与指令在如何CPU中的运行?

首先,CPU的内部结构可以分为控制单元,逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储单元)中,最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。在这个过程中,我们注意到从控制单元开始,CPU就开始了正式的工作,中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理,交到存储单元代表工作的结束。 我们知道,数据从输入设备流经内存,等待CPU的处理,这些将要处理的信息是按字节存储的,也就是以8位二进制数或8比特为1个单元存储,这些信息可以是数据或指令。数据可以是二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作,比如完成加法、减法或移位运算。 我们假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先,指令指针(InstructionPointer)会通知CPU,将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址),可以根据这些地址把数据取出,通过地址总线送到控制单元中,指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令,翻译成CPU可以执行的形式,然后决定完成该指令需要哪些必要的操作,它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算,告诉指令读取器什么时候获取数值,告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。 假如数据被送往算术逻辑单元,数据将会执行指令中规定的算术运算和其他各种运算。当数据处理完毕后,将回到寄存器中,通过不同的指令将数据继续运行或者通过DB总线送到数据缓存器中。 基本上,CPU就是这样去执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。但在通常情况下,一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作,CPU的工作就是执行这些指令,完成一条指令后,CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。这个过程不断快速地重复,快速地执行一条又一条指令,产生你在显示器上所看到的结果。我们很容易想到,在处理这么多指令和数据的同时,由于数据转移时差和CPU处理时差,肯定会出现混乱处理的情况。为了保证每个操作准时发生,CPU需要一个时钟,时钟控制着CPU所执行的每一个动作。时钟就像一个节拍器,它不停地发出脉冲,决定CPU的步调和处理时间,这就是我们所熟悉的CPU的标称速度,也称为主频。主频数值越高,表明CPU的工作速度越快。

二、CPU里面是什么?是怎样处理数据的?

里面是金属构造的细小电路

由电路的开关(通断)来记忆、处理、储存数据

电路的开关正好能用二进制的1、0来表示,所以我们说计算机只理解二进制语言。

三、CPU是怎样处理数据的?

将模拟信号与数字信号相互转化的是猫好不,CPU处理数据都是以2进制的形式处理的,就是2进制的加减法运算和逻辑运算

四、请问CPU在处理数据的时候是否会把数据放入里CPU更近的内存?

CPU本身有高速缓存 存数据和指令的

CPU处理数据是把数据从硬盘读到内存 再从内存读入自己的高速缓存 执行指令

和内存和CPU的物理距离完全没关系

CPU提取内存上任意地址的数据时间是一样的

速度只和主板上的北桥芯片有关系

它相当于连接内存和CPU内高速缓存的唯一通道 它的质量决定内存与CPU数据交换能力

当然内存本身的读写速度也很重要

五、始终没搞清楚电脑处理数据的的原理,CPU既然是电脑的大脑,所有的数据都要经过CPU运算,为何显卡还

cpu处理复杂运算,显卡是处理简单运算。打个比方处理器就是一个教授而显卡是一群小学生,教授能够算十分复杂的数学题(解压,运行游戏,软件,编译等等)但是论做1+1等于几这种题目就做不过一群小学生了。处理器不是不能处理图像,但是图像处理如同加减运算有固定的公式,只要去套就能算出来,这种运算让cpu来跑是很浪费时间的,而显卡则是由一大群流处理器来跑,哪怕每个效率都不高但加起来就快了

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