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CPU计算原理是？

发布网友发布时间：2022-03-18 01:43

共4个回答

热心网友时间：2022-03-18 03:12

CPU计算就是通过赋予计算方式靠电压变化计算，组成部分包括计算芯片控制芯片存储芯片组成CPU （可以查看任意汇编语言第一章）通常计算机也叫电子计算机，所以他是以电子跃迁为极限的，因为这些控制电路都是在导线中传输，CPU计算越快，所需导线就越多，在规定了大小的电路板上，导线必须刷的越细，但是导线不是无限细的，如果学过量子力学你可以知道电子波是有固定频率的，所以导线太细能级就越少，电子就会从导线中跃迁出去，甚至跃迁到其他并行导线，这样因电子跃迁计算机CPU计算就会出错，所以现在单枚CPU计算速率已经快达到极限了，还有种方法就是多个CPU相互工作，组成多核，相当于分配工作，共同完成，这样只能说功率提高。而非速率提高，要想真正的提高频率，那么现在可供选择的方案有两种 1 光子计算机 2 量子计算机分别以光子频率和原子旋转矢量标记0 1 目前仅在理论阶段

CPU计算都是二进制，就是通电和断电2种状态任何计算加减乘除，开方等都能用加来表示计算的速度用位来表示，一位就是0或者1，1K=1024B 1M=1024K 1G=1024M 现在CPU的计算速度都是用G表示 P4 3.0G就是计算速度达到3G的意思

CPU的内部结构可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，三个部分相互协调，便可以进行分析，判断、运算并控制计算机各部分协调工作。其中运算器主要完成各种算术运算(如加、减、乘、除)和逻辑运算( 如逻辑加、逻辑乘和非运算); 而控制器不具有运算功能,它只是读取各种指令,并对指令进行分析,作出相应的控制。通常,在CPU中还有若干个寄存器,它们可直接参与运算并存放运算的中间结果。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，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。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。假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先，指令指针（Instruction Pointer）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，产生您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。

CPU品质的高低直接决定了一个计算机系统的档次，而 CPU的主要技术特性可以反映出CPU的大致性能。

1、位、字节和字长

CPU可以同时处理的二进制数据的位数是其最重要的一个品质标志。人们通常所说的16位机、32位机就是指该微机中的C

PU可以同时处理16位、32位的二进制数据。早期有代表性的IBM PC/XT、IBM PC/AT与

286机是16位机,386机和486机是32位机,586机则是64位的高档微机。

CPU按照其处理信息的字长可以分为：八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等。

位：在数字电路和电脑技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是 “0”或是“1”在CPU中都是一“位”。

字节和字长：电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节。字节的长度是不固定的，对于不同的CPU、字长的长度也不一样。8位的CPU一次只能处理一个宇节，而32位的CPU一次就能处理4个宇节，同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。，希望对你有帮助！

热心网友时间：2022-03-18 04:30

计算机只计算加法，减法会转换成加负数来计算所以极限就是cpu每秒钟能进行的运算次数也是就cpu的频率了实际上是跟电路有关系的就是硅芯片受电刺激而变化一次的速度

热心网友时间：2022-03-18 06:05

在了解CPU工作原理之前，我们先简单谈谈CPU是如何生产出来的。CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上，用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此，从这个意义上说，CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言，晶体管就是微型电子开关，它们是构建CPU的基石，你可以把一个晶体管当作一个电灯开关，它们有个操作位，分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开，而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应！这样，计