电脑cpu计算原理 | 电脑cpu计算原理图解

电脑cpu计算原理图解

CPU运行性能最关键的就是运行速度，那么究竟这三者在运行速度方面表现如何呢?我们依然通过比喻的方法来区分。

cpu的计算原理

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 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

计算机CPU原理

cpu的基本结构

　　从功能上看，一般CPU的内部结构可分为：控制单元、逻辑运算单元、存储单元（包括内部总线和缓冲器）三大部分。其中控制单元完成数据处理整个过程中的调配工作，逻辑单元则完成各个指令以便得到程序最终想要的结果，存储单元就负责存储原始数据以及运算结果。浑然一体的配合使得CPU拥有了强大的功能，可以完成包括浮点、多媒体等指令在内的众多复杂运算，也为数字时代加入了更多的活力。

电脑cpu计算原理图解大全

CPU的在了解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。 　　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。 　　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。 　

电脑cpu讲解

1、CPU：中央处理器，是一块超大规模的集成电路，有很多针脚，是电脑的核心，它是电脑进行运算和控制的核心，处理着各种信息的运算，就像人计算数学题要用头脑运算一样。

2、内存：内存泛指计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元，按其用途可分为主存储器和辅助存器。是平时打开电脑运行程序的地方，计算机中的程序的运行都是在内存中进行的（如系统、打开的word、听音乐等）。

3、显卡：是显示器与主机通信的控制电路和接口，其作用是将主机的数字信号转换为模拟信号，并在显示器上显示出来。显卡的基本作用就是控制图形的输出。

4、硬盘：硬盘是一种固定的存储设备，它的存储介质是若干个钢性磁盘片，其特点：速度快、容量大、可靠性高，几乎不存在磨损问题，平时打开的文件，创建的文件，下载的东西等等都是存放到这个硬件上。

计算机组成原理cpu图

CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS

　　解：全面的回答应分英文全称、中文名、中文解释三部分。

　　CPU——Central Processing Unit，中央处理机(器)，见7题;

　　PC——Program Counter，程序计数器，存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址的计数器;

　　IR——Instruction Register，

　　指令寄存器，存放当前正在执行的指令的寄存器;

　　CU——Control Unit，控制单元(部件)，控制器中产生微操作命令序列的部件，为控制器的核心部件;

　　ALU——Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，运算器中完成算术逻辑运算的逻辑部件;

　　ACC——Accumulator，累加器，运算器中运算前存放操作数、运算后存放运算结果的寄存器;

　　MQ——Multiplier-Quotient Register，乘商寄存器，乘法运算时存放乘数、除法时存放商的寄存器。

　　X——此字母没有专指的缩写含义，可以用作任一部件名，在此表示操作数寄存器，即运算器中工作寄存器之一，用来存放操作数;

　　MAR——Memory Address Register，存储器地址寄存器，内存中用来存放欲访问存储单元地址的寄存器;

　　MDR——Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，主存中用来存放从某单元读出、或写入某存储单元数据的寄存器;

　　I/O——Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内部和外界信息的转换与传送;

　　MIPS——Million Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的一种计量单位;

计算机cpu原理图

CPU的工作原理就是：

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（解码）：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（写回），以一定格式将执行阶段的结果简单的写回。运算结果经常被写进CPU内部的暂存器，以供随后指令快速存取。

4、 修改指令计数器，决定下一条指令的地址。扩展资料CPU主要功能：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。在微型计算机中又称微处理器，计算机的所有操作都受CPU控制，CPU的性能指标直接决定了微机系统的性能指标。CPU具有以下4个方面的基本功能：数据通信，资源共享，分布式处理，提供系统可靠性。运作原理可基本分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起以前的CPU，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢。进入新世纪以来，CPU进入了更高速发展的时代，以往可望而不可及的1Ghz大关被轻松突破了，在市场分布方面，仍然是Intel跟AMD公司在 两雄争霸，它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium III和Celeron,Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器，竞争日益激烈。

最简单的cpu工作原理图

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。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。

CPU的结构分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。运算逻辑部件主要进行相关的逻辑运算，此外还可以执行定点或浮点算术运算操作及地址运算和转换等命令，是一种多功能运算单元；寄存器部件用来暂存指令、数据和地址；控制部件对指令进行分析并能发出相应的控制信号。

cpu计算方法

1G=1000000000HZ

2.8GHZ=2800000000HZ

如果是P4C、EE和PD820，就是14*200=2800GHz的，也就是倍频乘以外频就等于主频，不同的U外频和倍频都不同，以前的赛羊4是100的外频，现在的赛羊D是133的外频，P4C、EE和PD820都是200的外频，现在的扣肉2E6300是266的外频和7的倍频，AMD的以前的U里面有133、166两种，现在的AM2的U一般外频是200，说了这么多应该明白点了吧