电脑cpu工作 | 电脑cpu工作原理

1. 电脑cpu工作原理

CPU就是中央处理器，是由运算器和控制器这两个部分组成。

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，中央处理器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。

2. cpu的运作原理

对于没有硬件和电子相关知识的人来说，“计算机到底为什么能工作”这个问题确实比较深奥。首先你需要明白计算机的CPU实际上和汽车的引擎是一个道理，只不过一个是机械的，一个是电子的。它们在飞速运转中遵循某些固定的状态，外界通过对其输入的控制来产生输出。对于CPU来说，带动其运转的东西叫“时钟”。时钟在0和1之间按特定频率变换，由此同步各个电路组件的状态变化，以便输出正确的值。（有些人没事儿就喜欢超频，说白了就是在加快这个时钟的变换频率。）时钟和寄存器有关，但是为了不跑题，我就不具体解释了。为了便于理解，我们在此问题中只讨论MIPS架构的CPU。首先，指令【instruction】由更上层的编程语言（比如C）编译而来，它在内存中是许多串由0和1组成的数列，本身代表的就是电路通断，不用再次进行编译。由于早期的MIPS是基于“精简指令集”的32位计算机架构，因此每条指令长度一样，都是32位的，每条指令都是32个“0和1”。我们日常使用的CPU（比如酷睿i7）并不基于“精简指令集”，而是基于“复杂指令集”。它们所用的指令长度并不一样，因此它们的电路设计更加复杂，但基本原理还是一样的，同样是一堆“0和1”。看上面的表第一行 addadd $1 $2 $3这条指令在内存中应该长什么样？000000 | 00010 | 00011 | 00001 | 00000 | 100000这些0和1用竖线隔开后，每一块都用来控制不同的电路部件。比如Rs Rt 和 Rd 代表的是这次运算所需要的三个寄存器，寄存器是比内存还要快许多，可以理解为计算机中最基本的储蓄部件（算完了您得就近找个地儿搁啊）再比如funct指的是算术逻辑单元【Arithmetic Logic Unit】所进行的相关操作，100000对于算术逻辑单元，代表的是“加”。因此，如果把00000000010000110000100000100000翻译成人话，是这个意思：“将寄存器$2和寄存器$3的数进行相加，并把结果存入寄存器$1”以上是CPU工作原理的一部分。至于“它如何控制某个晶体管的通断状态”，首先，电路中这些所需的部件，都是由晶体管所组成的。比如，上面提到的算术逻辑单元【ALU】：这是某个ALU的门级电路，尽管这不是MIPS所用到的ALU，但他们类似。A和B是输入，Result是计算结果输出，Carry-out是进位输出。由于这部分电路不含任何寄存器，我们忽略电路做出反应所需要的时间，并且默认电路的输出会随着输入的改变而立即改变。你可以看到ALU Opcode，这就是上文提到的funct，你输入三位不同的控制信号，它会进行不同的操作。比如ALU Opcode ＝ 000在这里代表将A和B相加。电路中的逻辑门实现了程序中最基本的布尔逻辑，相信大家对最基本的编程都有一点了解。神马叫布尔逻辑？举个比较笼统的例子，你在C语言中写了这么几行： //判断变量x是否是100和30中间的一个数, &&(and)表示同时满足两个条件，and就是布尔逻辑的一种。if ((x < 100) && (x > 30)) { //如果是，就。。。。}那么这个“同时满足”到底应该由CPU的什么东西来判断？答案是某种逻辑门或几种逻辑门的组合。因此，我们再进一步放大，看这个ALU中的逻辑部件之一：与门【AND gate】与门有什么性质？比如：1 AND 0 等于01 AND 1 等于1简而言之，与门可以用来对比两个输入。因为对于它来说，只有当输入的A和B都为高电平（1）时，输出才会是高电平（1），否则输出低电平（0）。最后，这个与门，其实是由晶体管

组成的。希望你已经对这个问题有了一个大概的理解。以后有时间会再补充。

3. CPU原理

一套完整的计算机的主要组成部分是：包括了中央处理器和集成显卡芯片的主板，存储数据的硬盘或者是软磁盘以及其他的存储设备，另外还有应用于显示的显示器和其它的输入（键盘、鼠标、扫描仪）、输出设备（打印机、外部存储器）；

它们的工作原理是：利用它的里面的中央处理器对输入进去的各种各样的数据经过应用程序的处理之后再将这些数据存储起来或者是显示出来和打印出来。

4. 电脑cpu工作原理图解

CPU组成：运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。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。

一、逻辑部件

英文Logic components；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。

二、寄存器

寄存器部件，包括寄存器、专用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间（或最终）的操作结果。 通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。

三、控制部件

英文Control unit；控制部件，主要是负责对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

拓展资料

工作过程

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。

提取

第一阶段，提取，从存储器或高速缓冲存储器中检索指令（为数值或一系列数值）。由程序计数器（Program Counter）指定存储器的位置。(程序计数器保存供识别程序位置的数值。换言之，程序计数器记录了CPU在程序里的踪迹。)

解码

CPU根据存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段，指令被拆解为有意义的片段。根据CPU的指令集架构（ISA）定义将数值解译为指令。一部分的指令数值为运算码（Opcode），其指示要进行哪些运算。其它的数值通常供给指令必要的信息，诸如一个加法（Addition）运算的运算目标。

5. 电脑cpu的工作原理

CPU，是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。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是计算机中负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。

中央处理器主要包括两个部分，即控制器、运算器，其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入/输出设备。中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。

扩展资料

CPU发展已经有40多年的历史了。我们通常将其分成 六个阶段：

(1)第一阶段(1971年-1973年)。这是4位和8位低档微处理器时代，代表产品是Intel 4004处理器。

(2)第二阶段(1974年-1977年)。这是8位中高档微处理器时代，代表产品是Intel 8080。此时指令系统已经比较完善了。

(3)第三阶段(1978年-1984年)。这是16位微处理器的时代，代表产品是Intel 8086。相对而言已经比较成熟了。

(4)第四阶段(1985年-1992年)。这是32位微处理器时代，代表产品是Intel 80386。已经可以胜任多任务、多用户的作业。

1989 年发布的80486处理器实现了5级标量流水线，标志着CPU的初步成熟，也标志着传统处理器发展阶段的结束。

(5)第五阶段(1993年-2005年)。这是奔腾系列微处理器的时代。

(6)第六阶段(2005年至今)。是酷睿系列微处理器的时 代，这是一款领先节能的新型微架构，设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效。

6. 电脑cpu工作原理是什么

分配CPU时间的基本单位是线程。CPU一般叫中央处理器。中央处理器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。中央处理器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或输出设备合称为电子计算机三大核心部件。

7. CPU的基本原理

CPU的结构：

CPU是整个计算机系统的核心部件。其中间凸起部分是CPU核心，它一般是一片指甲大小的、薄薄的硅晶片，在这块小小的硅片上，密布着数以千万计的晶体管，它们相互配合协调，完成各种复杂的运算和操作。为帮助散热，一般在CPU的核心上都加装一个金属封装壳，金属封装壳周围是CPU基板，它将CPU内部的信号引接到CPU针脚上。基板的背面有许多密密麻麻的镀金针脚，它是CPU与外部电路连接的通道。

CPU的工作原理：

CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进人工厂的原料（程序指令），经过物资部门（控制器）的调度分配，被送往生产线（运算器），生产出成品（寄存器组）后，再存储在仓库（内存）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。这个过程看起来相当长，实际上只是一瞬间发生的事情。也可以这样理解CPU只执行三种基本的操作，分别是读出数据、处理数据和往内存写数据。

8. 电脑cpu的原理是什么

运算器，控制器，存储器构成

1、运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理，例如算术四则运算，与、或、求反等逻辑运算，算术和逻辑移位操作，比较数值，变更符号，计算主存地址等。运算器中的寄存器用于临时保存参加运算的数据和运算的中间结果等。运算器中还要设置相应的部件，用来记录一次运算结果的特征情况，如是否溢出，结果的符号位，结果是否为零等。

计算机所采用的运算器类型很多，从不同的角度分析，就有不同的分类方法。从小数点的表示形式可分为定点运算器和浮点运算器。定点运算器只能做定点数运算，特点是机器数所表示的范围较小，但结构较简单。浮点运算器功能较强，既能对浮点数，又能对定点数进行运算，其数的表示范围很大，但结构相当复杂。从进位制方面分为二进制运算器和十进制运算器。一般计算机都采用二进制运算器，随着计算机广泛应用于商业和数据处理，越来越多的机器都扩充十进制运算的功能，使运算器既能完成二进制的运算，也能完成十进制运算。

2、控制器又分指令控制器、时序控制器、总行控制器、中断控制器

一、 指令控制器

　 控制器是控制器中相当重要的部分，它要完成取指令、分析指令等操作，然后交给执行单元（ALU或FPU）来执行，同时还要形成下一条指令的地址。

　 二、时序控制器

时序控制器的作用是为每条指令按时间顺序提供控制信号。时序控制器包括时钟发生器和倍频定义单元，其中时钟发生器由石英晶体振荡器发出非常稳定的脉冲信号，就是CPU的主频；而倍频定义单元则定义了CPU主频是存储器频率（总线频率）的几倍。

　 三、总线控制器

总线控制器主要用于控制CPU的内外部总线，包括地址总线、数据总线、控制总线等等。

　 四、中断控制器

中断控制器用于控制各种各样的中断请求，并根据优先级的高低对中断请求进行排队，逐个交给CPU处理。

3、储存器主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器是由存储体、地址译码器 、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储器称为主存储器，磁盘、磁带、光盘等大容量存储器称为外存储器（或辅助存储器） 。由主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。

他们与内存的关系：

很形象的告诉你

CPU是大脑，思考处理问题

内存是神经，过渡分配给显卡，声卡等等

9. 电脑cpu工作原理图

CPU运算速度计算公式：主频=外频*倍频。

1、时钟频率（又译：时钟频率速度，英语：clock rate），是指同步电路中时钟的基础频率，量度单位采用SI单位赫兹（Hz）。它是评定CPU性能的重要指标。一般来说主频数字值越大越好。

2、外频，是CPU外部的工作频率，是由主板提供的基准时钟频率。CPU的主频和外频间存在这样的关系：主频=外频*倍频。

3、CPU倍频，全称是倍频系数。CPU的核心工作频率与外频之间存在着一个比值关系，这个比值就是倍频系数，简称倍频。理论上倍频是从1.5一直到无限的，但需要注意的是，倍频是以0.5为一个间隔单位。

4、FSB频率，是连接CPU和主板芯片组中的北桥芯片的前端总线（Front Side Bus）上的数据传输频率。

5、例如：Intel Core i5-8500,外频为99mhz,倍频为40,那么主频=外频*倍（99*40=3990MHz）。

扩展资料同系列微处理器，主频越高就代表计算机的速度也越快，但对于不同类型的处理器，它就只能作为一个参数来作参考。

前端总线与外频这两个概念容易混淆，主要的原因是在以前的很长一段时间里(主要是在Pentium 4出现之前和刚出现Pentium 4时)，前端总线频率与外频是相同的，因此往往直接称前端总线为外频，最终造成这样的误会。

在Intel 平台上，内存控制器是置于北桥内的，内存是通过前端总线(FSB)跟CPU联系的，因此，我们在上面计算Intel平台的内存频率时，是以外频为参照的。而AMD CPU（K8及以后）的平台上，内存控制器是置于CPU内部的，因此，计算AMD平台的内存频率时，是以CPU的主频为参照的。而且，在AMD平台，异步的计算方法跟同步的计算方法没有什么差别。

10. 计算机cpu工作原理图

cpu由运算器，控制器和储存器控制。

1、运算器

计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器，处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与ControlUnit共同组成了CPU的核心部分。

2、控制器

控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和 改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动与反向的主令装置。控制器由程序状态寄存器PSR，系统状态寄存器SSR， 程序计数器PC，指令均存器等组成，其作为“决策机构”，主要任务就是发布命令，发挥着整个计算机系统操作的协调与指挥作用。 控制的分类主要包括两种，分别为组合逻辑控制器、微程序控制器，两个部分都有各自的优点与不足。其中组合逻辑控制器结构相对较复杂，但优点是速度较快；微程序控制器设计的结构简单，但在修改一条机器指令功能中，需对微程序的全部重编。

3、存储器

存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。

内存储器在程序执行期间被计算机频繁地使用，并且在一个指令周期期间是可以直接访问的。

11. 计算机cpu工作原理

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。