电脑cpu是怎样工作 | cpu怎么工作

cpu怎么工作

CPU的组成部分
CPU内部主要由运算器、控制器和寄存器组组成。
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）。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。

CPU怎么工作的

设计CPU，主要在于如何设计流水线。流水线的原理大致如下：

CPU将操作分成一个一个的阶段(stage)。每个stage都是由一个组合逻辑电路和一个流水线寄存器构成的。

CPU通过时钟周期来控制信号，如果遇到了时钟的上升沿，那么就会转移到下一个阶段。

在CPU内部，形成了一套取指令-译码-执行-访存-写回的硬件设计。

当有数据完成了取指令的操作的时候，就可以发下一个取指令的信号了，这样可以保证取指令的硬件逻辑不会闲着。

由于有流水线寄存器的存在，经过流水线寄存器也会有相应的延迟，因此如果流水线加深，流水线过深，其收益也会下降的。

cpu怎样工作

　　CPU的工作条件；　　一、工作电压 1、CPU的核心电压，0.7V—1.7V（核心计算部分）2、CPU的外核电压，1.05V （数据交换接口）；　　二、CPU的参考电压，通过串联分压得到0.75V　　三、时钟信号，由时钟芯片发出的100M时钟信号CLK_XDP_BCLK CLK_CPU_BCLK；　　四、H_PWRGD，南桥发出的电源OK信号 1.05V；　　五、H_CPURST#，CPU的复位信号，复位后1.05V；　　六、FSB总线 由H—D#（0….63） 。

CPU的工作流程

1、顺序控制：这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的，必须严格按程序规定的顺序执行，才能保证计算机工作的正确性。

2、操作控制：一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能，产生相应的操作控制信号，发给相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3、时间控制：时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中，在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样，计算机才能有条不紊地自动工作。

4、数据加工：即对数据进行算术运算和逻辑运算，或进行其他的信息处理。

CPU的工作过程

cpu

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。

中央处理器主要包括运算器（算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache）及实现它们之间联系的数据（Data）、控制及状态的总线（Bus）。它与内部存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。

CPU的工作原理

1、取指令：CPU的控制器从内存读取一条指令并放入指令寄存器。指令的格式一般是这个样子滴：

操作码就是汇编语言里的mov，add，jmp等符号码；操作数地址说明该指令需要的操作数所在的地方，是在内存里还是在CPU的内部寄存器里。

2、指令译码：指令寄存器中的指令经过译码，决定该指令应进行何种操作（就是指令里的操作码）、操作数在哪里（操作数的地址）。

3、 执行指令，分两个阶段“取操作数”和“进行运算”。

4、 修改指令计数器，决定下一条指令的地址。

cpu的主要功能作用

1、处理指令

英文Processing instrucTIons，这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的，必须严格按程序规定的顺序执行，才能保证计算机系统工作的正确性。

2、执行操作

英文Perform an acTIon，一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能，产生相应的操作控制信号，发给相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

3、控制时间

英文Control TIme，时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中，在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样，计算机才能有条不紊地工作。

4、处理数据

即对数据进行算术运算和逻辑运算，或进行其他的信息处理。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， 并执行指令。

cpu的作用

cpu的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。cpu的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料（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（存储器）中，最后等着拿到市场上去卖（交由应用程序使用）。cpu作为是整个微机系统的核心，它往往是各种档次微机的代名词，如往日的286、386、486，到如今的奔腾、奔腾四、K6等等，cpu的性能大致上也就反映出了它所配置的那部微机的性能，因此它的性能指标十分重要。

CPU是什么工作

内存的作用是暂时存储一些需要查看或操作的文件和应用程序，内存中的资料会因断电而丢失，cpu要从硬盘读取数据，而cpu的缓存和硬盘的速度相差太大，内存起缓冲作用，硬盘数据放到内存，cpu再从内存读。

1.显示卡的作用就是将CPU送来的图象信号经过处理再输送到显示器上，CPU将数据通过总线传送到显示芯片，显示芯片对数据进行处理。

2.显示内存将数据传送到RAMDAC并进行数/模转换； RAMDAC将模拟信号通过VGA接口输送到显示器显卡肯定与显示有关，看电影、文字处理、图片、玩游戏都离不开显卡。

3.显卡太次还是会影响机器运行速度的。cpu就是中央处理器，电脑所有的数据都是经过她处理的，就相当于人的大脑。

4.如果是内存或CPU使用率，过高，请确认是不是打开了过多的程序，关闭一些暂时不用的程序即可。

5.重新启动电脑或注销是最为有效的解决办法，如果您运行的是大软件，导致内存与cpu占用率很高，那么只能是尽量将其他软件关闭，或者升级电脑配置。

cpu怎么运作的

cpu性能指标的决定因素有：

1、主频

主频越高，CPU处理数据的速度就越快。主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。

2、外频

CPU的外频决定着整块主板的运行速度。外频是CPU的基准频率，单位是MHz。在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频，CPU决定着主板的运行速度，两者是同步运行的。

3、总线频率

前端总线（FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线（FSB）频率（即总线频率）是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。

4、倍频系数

在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。

5、缓存

缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。缓存大小也是CPU的重要指标之一。

CPU的工作方式

CPU与主板的搭配原则有三点：与CPU架构与搭配主板插座类型要匹配；主板的总线频率与CPU的总线频率要匹配；CPU工作电压与主板的供电电压要匹配。

理论上，主板和显卡只要插槽搭配，就能搭配上。查找显卡和主板的规格参数，接口类型相同即可。主板参数中有个PCI参数，这个参数就是支持显卡的接口参数。比如主板微星（MSI）B450M MORTAR的PCI参数为支持2个PCI ExpressX16，2个PCI ExpressX1，支持交火。

选电源有效功率在400~450W之间就没问题了。台式机的耗电大头是CPU和独zhi立显卡，几乎占了整台电脑的90%的功耗，主板、内存、硬盘等耗电较小，加起来不超过50W，内存若超频的话会高一点但比起CPU和显卡那都只是个零头。所以在装机时主要参考CPU和显卡的功耗然后额外多预留100~150W的扩展就可以了。

电脑cpu是怎么工作的

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。实现运算器的操作，特别是四则运算，必须选择合理的运算方法。它直接影响运算器的性能，也关系到运算器的结构和成本。在进行数值计算时，结果的有效数位可能较长，必须截取一定的有效数位，由此而产生最低有效数位的舍入问题。选用的舍入规则也影响到计算结果的精确度。在选择计算机的数的表示方式时，应当全面考虑以下几个因素：要表示的数的类型（小数、整数、实数和复数）决定表示方式，可能遇到的数值范围：确定存储、处理能力。数值精确度：处理能力相关；数据存储和处理所需要的硬件代价：造价高低。两种常用格式：定点格式：定点格式容许的数值范围有限，但要求的处理硬件比较简单；浮点格式：容许的数值范围很大，但要求的处理硬件比较复杂。

1、定点数表示法：定点指小数点的位置固定，为了处理方便，一般分为定点纯整数和纯小数。

2、浮点数表示法：由于所需表示的数值取值范围相差十分悬殊，给存储和计算带来诸多不便，因此出现了浮点运算法。扩展资料：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Control Unit共同组成了CPU的核心部分。运算器的处理对象是数据，所以数据长度和计算机数据表示方法，对运算器的性能影响极大。性能指标1、机器字长，机器字长是指参与运算的数据的基本位数。它决定了寄存器、运算器和数据总线的位数，因而直接影响到硬件的价格。字长标志着计算精度。为协调精度与造价，并满足多方面的要求，许多计算机允许变字长计算，例如半字长、全字长和双倍字长等。由于数和指令代码都放在主存中，因而字长与指令码长度往往有一个对应关系，字长也就影响到指令系统功能的强弱。计算机字长从 4 位、8 位、16 位、32 位到 64 位不等。机器字长可包含一个或多个字节。用于科学计算的机器，为了确保精度，需要较长的字长；用于数据处理、工业控制的机器，字长为 16 位或 32 位就能满足要求。2.、运算速度 它是计算机的主要指标之一。计算机执行不同的运算和操作所需的时间可能不同，因而对运算速度存在不同的计算方法。常用平均速度，即在单位时间内平均能执行的指令条数来表示，如某计算机运算速度为 100 万次 /秒，就是指该机在一秒钟内能平均执行 100万条指令（即 1MIPS）。有时也采用加权平均法（即根据每种指令的执行时间以及该指令占全部操作的百分比进行计算）求得的等效速度表示。

电脑cpu是如何工作的?

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 add
add $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0
1 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。