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CPU的功能以及指令执行过程

发布：运城达内教育官网
来源：互联网
时间：2019-10-22 09:36

中央处理器相信大家应该都不陌生的话，这个配件可以说是整个计算机的核心了，而今天我们就简单来了解一下，CPU的功能以及指令执行过程。

CPU的功能以及指令执行过程

1、CPU是什么

CPU的全称是Central Processing Unit，它是你的电脑中硬核的组件，这种说法一点不为过。CPU是能够让你的计算机叫计算机的核心组件，但是它却不能代表你的电脑，CPU与计算机的关系就相当于大脑和人的关系。它是一种小型的计算机芯片，它嵌入在台式机、笔记本电脑或者平板电脑的主板上。通过在单个计算机芯片上放置数十亿个微型晶体管来构建CPU。这些晶体管使它能够执行运行存储在系统内存中的程序所需的计算，也就是说CPU决定了你电脑的计算能力。

2、CPU实际做什么

CPU的核心是从程序或应用程序获取指令并执行计算。此过程可以分为三个关键阶段：提取，解码和执行。CPU从系统的RAM中提取指令，然后解码该指令的实际内容，然后再由CPU的相关部分执行该指令。

RAM:随机存取存储器(英语：Random Access Memory，缩写：RAM)，也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外)，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质

3、CPU指令执行过程

那么CPU是如何执行一条条的指令的呢?

几乎所有的冯·诺伊曼型计算机的CPU，其工作都可以分为5个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回。

取指令阶段是将内存中的指令读取到CPU中寄存器的过程，程序寄存器用于存储下一条指令所在的地址

指令译码阶段，在取指令完成后，立马进入指令译码阶段，在指令译码阶段，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的方法。

执行指令阶段，译码完成后，就需要执行这一条指令了，此阶段的任务是完成指令所规定的各种操作，具体实现指令的功能。

访问取数阶段，根据指令的需要，有可能需要从内存中提取数据，此阶段的任务是：根据指令地址码，得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。

结果写回阶段，作为后一个阶段，结果写回(WriteBack，WB)阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式：结果数据经常被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取;

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