電腦的大腦——CPU

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    當用電腦解決某個問題時，我們首先必須為它編寫程式。程式是一個指令序列，這個序列明確的告訴電腦應該執行什麼操作，在什麼地方找到用來操作的資料。一旦把程式裝入記憶體，電腦組件就能自動完成取指、執指的任務。專門用來完成這項工作的組件稱為中央處理器，也就是CPU。下面是CPU的模型圖，它主要有三大部分組成，分別是：運算器、cache、控制器。

 

 

CPU對整個電腦系統的運行時極其重要的，它主要有四方面功能：

指令控制

程式的順序控制，保證機器按順序執行程式。

操作控制

CPU管理併產生由記憶體取出的每條指令的操作訊號，將操作訊號送到指定的組件進行要求的動作。

時間控制

對各操作實施時間上的定時，保證電腦有條不紊的工作。

資料加工

對資料進行算術運算或者邏輯運算，未經處理資料只有加工處理過才對人們有用。完成資料的加工處理，是CPU的根本任務。

 

         對於電腦我們一直追求的目標是很高的運算速度，平行處理技術應運而生。

         電腦的平行處理技術概況的講有三種形式：時間並行、空間並行、時間並行+空間並行。程式和資料存放區在主存中，主存通常採用多體交叉儲存空間，以提高訪問速度。cache是一個高速緩衝儲存空間，用來彌補主存和CPU在速度上的差異。

         電腦的流水處理過程類似於工廠中的流水線，首先把任務分解為一系列的子任務，子任務在流水線的各個階段並發執行，任務不斷的輸入資料流水線時，流水線輸出端不斷吐出結果，實現子任務級的並發性。

        流水線一般分為指令流水線、算術流水線、處理機流水線。要是流水線具有良好的效能，必須保證流水線暢通流動，不發生斷流。但由於會出現三種相關衝突（資源相關、資料相關、控制相關）實現流水線的不斷流是困難的。

    一個好的CPU會是電腦的效能大增，未來我們能創作出什麼樣的CPU，我們的電腦能達到什麼樣的程度，一切看似在未來，實則在我們手中，只有充分瞭解CPU，瞭解電腦我們才能站在巨人的肩膀上走的更高！

 

 

電腦的大腦——CPU