电脑cpu层次 | cpu层次结构

1. cpu层次结构

I/O系统的层次分为以下四层：

①用户层I/O软件，实现用户交互的接口，用户可直接调用该层所提供的、与I/O操作有关的库函数对设备进行操作。

②设备独立性软件，用于实现用户程序与设备驱动器的统一接口、设备命名、设备的保护以及设备的分配与释放等

③设备驱动程序，与硬件直接相关，用于具体实现系统对设备发出的操作指令，驱动I/O设备工作的驱动程序

④中断处理程序，用于保护被中断进程的CPU环境，转入相应的中断处理程序进行处理，处理完毕再恢复被中断进程的现场后，返回被中断的进程。

2. cpu的内部结构是什么

cpu的三大组成部分分别是：1、运算器；2、控制器；3、寄存器。cpu是电子计算机的主要设备之一，它的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的三大组成部分分别是：运算器、控制器和寄存器。

在计算机体系结构中，CPU 是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元） 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

3. CPU基本结构

CPU 的外部结构台式机的 CPU 外观和结构都非常的相似,从外部结构看主要由两个部分组成:一个是 内核,还有一个是基板。

CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件，运算器和控制部件等。折叠运算逻辑部件可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址运算和转换。

4. cpu体系结构有哪些

CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的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。 计算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定，而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括CPU的工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。 CPU主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。

5. cpu的内部结构

从大处来分，SOC含有

1.逻辑核包括CPU、时钟电路、定时器中断控制器、串并行接口、其它外围设备、1/0端口以及用于各种IP核之间的粘合逻辑等等;

2.存储器核包括各种易失、非易失以及Cache等存储器

3.模拟核包括ADC、DAC、PLL以及一些高速电路中所用的模拟电路。

6. cpu基本组成结构

1、CPU的性能指标有主频、外频、倍频系数和制程技术。

2、CPU的主要性能指标是:主频，也就是CPU的时钟频率，简单地说也就是CPU的工作频率/内存总线速度或者叫系统总路线速度，一般等同于CPU的外频/工作电压。

工作电压指的也就是CPU正常工作所需的电压/协处理器或者叫数学协处理器/流水线技术、超标量/乱序执行和分枝预测/L1高速缓存/L2高速缓存/制造工艺。

CPU性能指标详细内容：

频率：CPU的频率是指其工作频率，分为主频、外频和倍频。

CPU的缓存容量与性能：计算的缓存容量越大，那么他的性能就越好。

CPU工作电压：CPU的正常工作电压的范围比较宽，在计算机发展的初期，这时候CPU的核定电压为5伏左右，后来CPU工艺、技术发展，CPU正常工作所需电压相较以前而言越来越低，最低可达1.1V，如此低电压下的环境，CPU也能正常运行。

CPU的总线方式：一般来说，我们把CUP内部的总线结构分为三类：单线结构，由一条总线连接内部所有的部件，结构简单，性能低下。

双总线结构，连接各部件的总线有两条，被叫做双总线结构。多总线结构，连接CPU内各部件的总线有3条及以上，则构成多总线结构。

CPU制造：CPU的制造工艺最早是0.5um的，随着制造水平的提高，后来人们大多用的是0.25um的。

超标量：超标量是指在一个时钟周期内CPU可以执行一条以上的指令。

7. cpu结构是怎样的

CPU分英特尔和AMD两类接口。

一、基于Intel平台的CPU接口

1．LGA 478接口

LGA 478接口有478个插孔，早期的Pentium 4处理器较常使用，有较好的硬件搭配和升级能力。

2．LGA 775接口

LGA 775接口有775个插孔，LGA封装的 Pentium 4、Celeron D、Pentium D、Pentium Extreme Edition、Core 2 Duo和Core 2 Extreme处理器较常使用。LGA 775取代 LGA 478成为Intel平台的主流CPU接口。

3．LGA 1366接口

LGA 1366接口有1366个插孔，比LGA 775接口的面积大了20％。它是Core i7处理器的插座，读取速度比LGA 775高。

4．LGA 1156接口

LGA 1156接口有1156个插孔。是Intel Corei3、Core i5和Core i7处理器的插座，读取速度比LGA 775高。此CPU接口已被LGA 1155所取代。

5．LGA 1155接口

LGA 1155接口有1155个插孔，搭配Sandy Bridge微架构的新款Core i3、Core i5及Core i7处理器所用的CPU接口，此插槽已取代LGA 1156。

6．LGA 2011接口

LGA 2011接口有2011个插孔，是Intel公司于2011年11月推出的搭配Sandy Bridge—E平台的Corei7处理器所用的CPU接口，此插槽将取代LGAl366，成为Intel平台的高端CPU接口。

7．LGA 1150接口

LGA 1150接口具有1150个插孔，是Intel公司于2013年推出的接口，供基于Haswell微架构的处理器使用，LGA 1150的插座上有1150个突出的金属接触位，处理器上则与之对应有1150个金属触点。散热器的安装位置则和LGA 1155、LGA 1156的一样，安装脚位的尺寸都是75mm × 75mm，因此适用于LGA 1156/LGA 1155的散热器可以安装在LGA 1150的插座上。和LGA 1156过渡至LGA 1155一样，LGA 1150和LGA 1155互不兼容。

8、LAG1151接口

LAG1151接口是1151个针脚，是英特尔公司2015年推出的接口，基于skylake架构的处理器，为第六代处理器。

二、基于AMD平台的CPU接口

1．Socket 754接口

Socket 754接口具有754个插孔，是AMD公司于2003年9月发布的64位桌面平台接口标准。主要适用于Athlon 64的低端型号和Sempron的高端型号。

2．Socket 939接口

Socket 939接口具有939个插孔，是AMD公司于2004年6月发布的64位桌面平台接口标准。主要适用于Athlon 64、Athlon 64 X2和Athlon 64 FX。

3．Socket AM2接口

SocketAM2接口具有940个插孔，是AMD公司于2006年5月发布的64位桌面平台接口标准。主要适用于Sempron、Athlon 64、Athlon 64 X2以及Athlon 64 FX等，它是目前AMD全系列桌面CPU所对应的接口标准。Socket AM2将逐渐取代原有的Socket 754和Socket 939，从而实现AMD桌面平台接口标准的统一。

4．Socket AM2+接口

SocketAM2+接口的插孔数跟SocketAM2一样，用于多款AMD处理器，包括Athlon 64、Athlon 64 X2以及Phenom系列。SocketAM2+完全兼容Socket AM2，用于Socket AM3的处理器用于Socket AM2+的主板，但是Socket AM2+的处理器不可用于Socket AM3的主板。一个处理器接口通常是由支持更新的内存类型来界定的，AM2 就是因为要支持DDR2内存的主板才诞生的。然而AM2+接口不支持DDR3，AM3接口才全面支持DDR3，AM2+只能作为一种过渡性存在。

5．Socket AM3接口

Socket AM3接口是AMD公司于2009年2月推出的接口标准，有940个插孔，其中938个是激活的，可用于多款AMD处理器，包括Sempron II、Athlon II以及Phenom II系列。Socket AM3用于取代Socket AM2+，是AMD全系列桌面CPU所对应的新接口标准。

6．Socket AM3+接口

SocketAM3+接口是AMD公司于2011年10月推出的接口标准，具有942个插孔，其中940个是激活的，用于AMD FX系列的处理器，AM3+接口向下兼容AM3。

7．Socket FM1接口

Socket FMl是AMD公司最新的APU处理器所用的接口，有905个插孔。

8．Socket FM2接口

Socket FM2是AMD桌面平台的CPU插座，代号Trinity及Richland的第二代加速处理器比较常用，具体型号是A10/A8/A6/A4/Athlon处理器。

9．Socket FM2+接口

Socket FM2+是Socket FM2的后续者，能够向相前容Socket FM2的处理器。

8. cpu 结构

如果从最基本的逻辑角度来分类的话，它们可以被分为两大类，即所谓的“复杂指令集”与“精简指令集”系统，也就是经常看到的“CISC”与“RISC”。

Intel和ARM处理器的第一个区别是，前者使用复杂指令集(CISC)，而后者使用精简指令集(RISC)。属于这两种类中的各种架构之间最大的区别，在于它们的设计者考虑问题方式的不同。

举个例子，Intel、AMD的CPU是X86架构的，而IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。要了解X86和ARM，就得先了解复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC) 从CPU发明到现在，有非常多种架构，从我们熟悉的X86、ARM，到不太熟悉的MIPS、IA64，它们之间的差距都非常大。但是如果从最基本的逻辑角度来分类的话，它们可以被分为两大类，即所谓的“复杂指令集”与“精简指令集”系统，也就是经常看到的“CISC”与“RISC”。

在PC领域，Intel的CPU一枝独秀。最初采用的 80x86系列在发布了产品80486后，Intel对该系列（x86）产品进行了重新命名并注册，这也就是现在Intel的Pentium系列，当然，这个系列在中国还有个更响亮的名字，即奔腾系列。目前奔腾系列的CPU包括：Pentium、Pentium MMX、Pentium Pro、PII、PII Xeon(至强)、PIII、PIII Xeon、P4 Xeon、Celeron2(赛扬)等。移动端的话，那就当属ARM。ARM处理器最大的特点在于节能，这也是其在移动通信领域无人能敌的原因之一。

总的来说，为了更快地执行指令，这些流水线可以被设计成允许指令们不按照程序的顺序被执行(乱序执行)。一些巧妙的逻辑结构可以判断下一条指令是否依赖于当前的指令执行的结果。Intel和ARM都提供乱序执行逻辑结构，可想而知，这种结构十分的复杂，复杂意味着更多的功耗。

所以RISC更好。

9. CPU核心结构

准确的来说，每个配件都是缺一不可的。包括的重要配件有：

五个最核心的组件：CPU、主板、显卡、内存、硬盘

四个辅助运行组件：电源、散热器、显示器、机箱

两个输入组件（平板电脑可以不使用）：鼠标、键盘

CPU（中央处理器）：由极其微小的电路组成的超大规模的集成电路，能够解释计算机的指令和软件的数据，是最重要的运算组件。

主板：将显卡、内存、硬盘等重要组件连接和固定，安装了重要电路系统以及多种接口（如USB接口、电源线接口、硬盘线接口、显卡接口、CPU插槽等），是最重要的支撑组件。

显卡（显示接口卡）：将电脑的数字信号转换成可视的模拟信号，使显示器显示图像（显卡是电脑数据到图像的一个中转站），能协助CPU运行，提高性能，是最重要的显示组件。

内存：用于储存CPU、硬盘、外部设备的临时数据，断电后数据消失。内存对性能影响很大，空间越大储存的数据越多，速度越快。内存是最大的缓存，也是影响性能的关键组件。

硬盘：电脑用于存放永久数据的储存器，由多个或单个碟片组成。系统、个人资料等所有文件均储存在这里，是电脑最重要的储存组件。

电源：用于给电脑供电，同样缺一不可。

散热器：用于排放组件发出的热量（尤其是CPU和显卡），没有散热器，组件可能会因为过热烧毁。

显示器：电脑重要显示组件，同显卡一样重要，两者必须互相连接才能显示图像。

10. cpu的硬件结构

CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部分。

运算器是计算机对数据进行加工处理的中心，它主要由算术逻辑部件（ALU：Arithmetic and Logic Unit）、寄存器组和状态寄存器组成。ALU主要完成对二进制信息的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果。状态寄存器在不同的机器中有不同的规定，程序中，状态位通常作为转移指令的判断条件。

控制器是计算机的控制中心，它决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程序的正确执行，而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。

指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。一般时钟脉冲就是最基本的时序信号，是整个机器的时间基准，称为机器的主频。执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期，不同指令的周期有可能不同。一般为便于控制，根据指令的操作性质和控制性质不同，会把指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段就是一个CPU周期。早期CPU同内存在速度上的差异不大，所以CPU周期通常和存储器存取周期相同，后来，随着CPU的发展现在速度上已经比存储器快很多了，于是常常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。

总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。就CPU而言一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线，外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线（FSB）等。

中断是指计算机由于异常事件，或者一些随机发生需要马上处理的事件，引起CPU暂时停止现在程序的执行，转向另一服务程序去处理这一事件，处理完毕再返回原程序的过程。由机器内部产生的中断，我们把它叫做陷阱（内部中断），由外部设备引起的中断叫外部中断。