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數(shù)據(jù)與指令在CPU中的運(yùn)行 剛才已經(jīng)為大家介紹了CPU的部件及基本原理情況,
現(xiàn)在,我們來看看數(shù)據(jù)是怎樣在CPU中運(yùn)行的。我們知道,數(shù)據(jù)從輸入設(shè)備流經(jīng)內(nèi)存,
等待CPU的處理,這些將要處理的信息是按字節(jié)存儲的,也就是以8位二進(jìn)制數(shù)或8比特為1個(gè)單元存儲,
這些信息可以是數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)可以是二進(jìn)制表示的字符、數(shù)字或顏色等等。而指令告訴CPU對數(shù)據(jù)執(zhí)行哪些操作,
比如完成加法、減法或移位運(yùn)算。 我們假設(shè)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是簡單的原始數(shù)據(jù)。首先,指令指針(Instruction Pointer)會通知CPU,
將要執(zhí)行的指令放置在內(nèi)存中的存儲位置。因?yàn)閮?nèi)存中的每個(gè)存儲單元都有編號(稱為地址),可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出,
通過地址總線送到控制單元中,指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令,翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式,然后決定完成該指令需要哪些必要的操作,
它將告訴算術(shù)邏輯單元(ALU)什么時(shí)候計(jì)算,告訴指令讀取器什么時(shí)候獲取數(shù)值,告訴指令譯碼器什么時(shí)候翻譯指令等等。
CPU的工作流程 由晶體管組成的CPU是作為處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序的核心,
其英文全稱是:Central Processing Unit,即中央處理器。
首先,CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為控制單元,邏輯運(yùn)算單元和存儲單元(包括內(nèi)部總線及緩沖器)三大部分。
CPU的工作原理就像一個(gè)工廠對產(chǎn)品的加工過程:進(jìn)入工廠的原料(程序指令),經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調(diào)度分配,
被送往生產(chǎn)線(邏輯運(yùn)算單元),生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后,再存儲在倉庫(存儲單元)中,
后等著拿到市場上去賣(交由應(yīng)用程序使用)。在這個(gè)過程中,我們注意到從控制單元開始,
CPU就開始了正式的工作,中間的過程是通過邏輯運(yùn)算單元來進(jìn)行運(yùn)算處理,交到存儲單元代表工作的結(jié)束。
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