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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，计算机就具备了处理信息的能力。 \x0d\x0a\x0d\x0a 但你不要以为，只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单，其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前，计算机依靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来，科研人员把两个晶体管放置到一个硅晶体中，这样便创作出第一个集成电路，再后来才有了微处理器。 \x0d\x0a\x0d\x0a 看到这里，你一定想知道，晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执行指令和处理数据的呢？其实，所有电子设备都有自己的电路和开关，电子在电路中流动或断开，完全由开关来控制，如果你将开关设置为OFF，电子将停止流动，如果你再将其设置为ON，电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制，我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样，晶体管的ON状态用“1”来表示，而OFF状态则用“0”来表示，就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况，将其定义为字母、数字、颜色和图形。举个例子，十进位中的1在二进位模式时也是“1”，2在二进位模式时是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此类推，这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值，也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制，晶体管组就像一部复杂的机器那样同步地执行它们的功能。 \x0d\x0a\x0d\x0a CPU的内部结构 \x0d\x0a\x0d\x0a 现在我们已经大概知道CPU是负责些什么事情，但是具体由哪些部件负责处理数据和执行程序呢？ \x0d\x0a\x0d\x0a 1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit) \x0d\x0a ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的，这里就相当于工厂中的生产线，负责运算数据。 \x0d\x0a\x0d\x0a 2.寄存器组 RS(Register Set或Registers) \x0d\x0a RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器，可以减少CPU访问内存的次数，从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限，寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的，分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途。通用寄存器的数目因微处理器而异。 \x0d\x0a\x0d\x0a 3.控制单元(Control Unit) \x0d\x0a 正如工厂的物流分配部门，控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、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。 \x0d\x0a\x0d\x0a 4.总线(Bus) \x0d\x0a 就像工厂中各部位之间的联系渠道，总线实际上是一组导线，是各种公共信号线的集合，用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。直接和CPU相连的总线可称为局部总线。其中包括: 数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus) 、控制总线CB(Control Bus)。其中，数据总线用来传输数据信息；地址总线用于传送CPU发出的地址信息；控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 \x0d\x0a\x0d\x0a CPU的工作流程 \x0d\x0a\x0d\x0a 由晶体管组成的CPU是作为处理数据和执行程序的核心，其英文全称是:Central Processing Unit，即中央处理器。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。 \x0d\x0a\x0d\x0a 数据与指令在CPU中的运行 \x0d\x0a\x0d\x0a 刚才已经为大家介绍了CPU的部件及基本原理情况，现在，我们来看看数据是怎样在CPU中运行的。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。 \x0d\x0a\x0d\x0a 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(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。 \x0d\x0a\x0d\x0a 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。 \x0d\x0a\x0d\x0a 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。
CPU的计算原理
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...
cpu是怎么的工作原理
计算机硬件是指组成一台计算机的各种物理装置, 它们是由各种实在的器件所组成,是计算机进行工作的物质基础。计算机硬件系统中最重要的组成部分是中央处理器(CPU ) 。 (一)CPU的基本概念和组成 中央处理器简称CPU(Central Processing Unit),它是计算机系统的核心,主要包括运算器和控制器两个部件。如果把计算机比作一...
杀菌机的杀菌机的PU值
可编程控制器一方面进行输入输出数据处理、PID运算，另一方面将各种信号传入上位机。上位机作为人机界面，可以实时监视杀菌过程的运行状况和各种参数，提供报警、历史趋势图和数据档案报表，并且可由操作员设定PU值，计算机据此计算出各温区喷淋水温度的设定值。输入温度信号经PID运算后，由可编程控制器输出标准...
磁场定向控制中标幺的处理
[公式]为了便于计算，我们需要将基值电压ub和电流ib提取出来，然后进行标幺转换。经过这个步骤，我们得到：[公式][公式]进一步简化后，公式变为：[公式][公式]在软件实现中，当电机参数如电阻R、电感L保持不变时，为了提高效率，我们可以预先计算并初始化Rpu（R与ib的比值）、Ldpu\/Ts以及ωb*(Ldpu-...
π是什么意思?
∏，这个符号就是连续求积的意思，把满足∏这个符号下面条件的所有项,都乘起来，求积；∏ 是各项连乘的运算符号, 读大写的π（pai）。∏i=1（符号下面）n（符号上面）ai(符号右面)表示a1*a2...*an 符号下面表示右面式子可变参量的下限（或初值）符号上面表示右面式子可变参量的上限（或终值）例如：...
浅谈多核心CPU和SoC芯片及其工作原理
一个传统CPU核心只有一个运算处理单元(Processing Unit,简称PU)和一个架构状态单元(Architectual State,简称AS),在同一时间只能处理一个软件线程(Thread)。采用了 超线程 (Hyper-Threading,简称 HT )技术的CPU核心中包含一个PU和两个AS,两个AS共用这个PU。软件在CPU核心上运行时,AS与软件线程对接,并把线程的任务...
反应热的计算方法
反应热计算公式：Qp=△U+p△V=△U+RT∑vB 式中△U≡U终态-U始态≡U反应产物-U反应物，式中∑vB（g）=△n（g）\/mol，即发生1mol反应，产物气体分子总数与反应物气体分子总数之差。由该式可见，对于一个具体的化学反应，等压热效应与等容热效应是否相等，取决于反应前后气体分子总数是否发生...
电子计算机三大核心部件 是什么
中央处理器与内部存储器（Memory）和输入\/输出（I\/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。处理器（英文Central ProcessingUnit，CPU）是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差...
怎样创建组合面域?
比如:我现在有个型材截面需要计算它的面域,不知怎搞的,创建的面域不是组合在一起的,我需要的是铝料实体的部分,用的叫集也没用了?求助!!... 比如:我现在有个型材截面需要计算它的面域,不知怎搞的,创建的面域不是组合在一起的,我需要的是铝料实体的部分,用的叫集也没用了?求助!! 展开 ...
如图,用矩阵乘法与初等变换的关系,逆矩阵的运算规律解答
显然Q=PU 其中初等矩阵U= 1 0 0 1 1 0 0 0 1 则 Q^TAQ=(PU)^TA(PU)=U^TP^TAPU =U^T(P^TAP)U =U^T(diag(1,1,2))U
藁城市18332796094：
cpu是怎么进行运算的 - ？
资冒妇炎： 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,...
藁城市18332796094：
CPU的工作过程是怎样的 ? - ？
资冒妇炎： cpu即中央处理器,它是计算机的大脑,计算机的运算、控制都是由它来处理的.cpu的工作流程 由晶体管组成的cpu是作为处理数据和执行程序的核心,其英文全称是:central processing unit,即中央处理器.首先,cpu的内部结构可以分为控...
藁城市18332796094：
CPU是怎么进行运算的?？
资冒妇炎： 简单的说就是,晶体管的开合,,有0,1,的进制
藁城市18332796094：
cpu是怎么运作的 - ？
资冒妇炎： CPU的工作过程:指令指示器指向内存中存放指令的地方.取指器在那里取出指令,并把它交给解码器.解码器解释指令,并决定为完成该指令需要哪些步骤.(一条指令可以由许多按规定顺序完成的步骤组成.) 然后,ALU执行指令所要求...
藁城市18332796094：
CPU是如何实现处理数据的 - ？
资冒妇炎： 指令由控制单元分配到逻辑运算单元,经过加工处理后,再送到存储单元里等待应用程序的使用. 为了增加CPU的执行效能各厂商发展出很多技术.例如: 1、多个运算单元同时进行运算. 2、管线功能:让指令或资料同时多笔准备好. 3、预先存取功能:当程序或资料还没有执行到时,便预先取得并存于CPU内. 4、预测功能:预测程序会执行的路径预先把资料先取回来. 5、多媒体功能:把一些以往由专业多媒体芯片的功能加入CPU.
藁城市18332796094：
CPU是怎么工作的? - ？
资冒妇炎： 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...
藁城市18332796094：
cpu运算的原理讲清楚一点啊 - ？
资冒妇炎： 基本原理就是数字电路的与非门,比如与门,是两进一出,两个高电压进去,输出一个高电压,其中有一个低电压就输出低电压.无数的与非门组合成逻辑电路,再搭配控制电路,就形成cpu了.
藁城市18332796094：
CPU的运算物理原理 - ？
资冒妇炎： CPU是计算机的核心部件,叫做中央处理器,它是由运算器,控制器,寄存器组成的.那样就很好理解了啊,计算机通过输入输出设备,将数据送到CPU里进行运算,在这个过程中,可能会遇到何时提取数据,提取什么数据,这是控制器要做...
藁城市18332796094：
电脑的cpu是怎样运作的 - ？
资冒妇炎： 内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁.计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大. 内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬...
藁城市18332796094：
CPU的工作原理是怎样的?例如运算.......... - ？
资冒妇炎： cpu:中央处理器.它相当于人的大脑.它由运算器和控制器组成,运算器用来对数据进行各种逻辑运算和算术运算, 控制器则完成解释指令,控制运算器和其他部件的工作,记录状态等工作.cpu还包括上百个寄存器,用来临时存放数据和地...
