一、CPU(中央处理器)
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)。他的主要功能是解释计算机指令(指令是指示计算机执行某种操作的命令。它由一串二进制数码组成)以及处理计算机软件中的数据。
微处理器由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。
CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及最新的64位微处理器。
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。
主要功能:处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。
工作过程:
第一阶段:提取,从存储器(存放程序和数据的器件)或高速缓冲存储器(存在于主存与CPU之间的一级存储器, 由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度)中检索指令(为数值或一系列数值)。有程序计数器指定存储器的位置。
第二阶段:解码,CPU根据存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段,指令被拆解为有意义的片段。根据CPU的指令集架构(ISA)定义将数值解译为指令。一部分的指令数值为运算码(Opcode),其指示要进行哪些运算。其它的数值通常供给指令必要的信息,诸如一个加法(Addition)运算的运算目标。
第三阶段:执行,在提取和解码阶段之后,紧接着进入执行阶段。该阶段中,连接到各种能够进行所需运算的CPU部件。
第四阶段: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。在执行指令并写回结果之后,程序计数器值会递增,反覆整个过程,下一个指令周期正常的提取下一个顺序指令。
二、指令集
CPU依靠指令来自计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。
从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分(指令集共有四个种类)。
CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computing的缩写)。x86CPU主要有intel的服务器CPU和AMD的服务器CPU两类。
RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ”的缩写,中文意思是“精简指令集”。在中高档服务器中采用RISC指令的CPU主要有以下几类:PowerPC处理器、SPARC处理器、PA-RISC处理器、MIPS处理器、Alpha处理器。
三、指令集架构
微处理器的指令集架构(ISA,Instruction Set Architecture)常见种类如下: 复杂指令集运算(Complex Instruction Set Computing,CISC);精简指令集运算(Reduced Instruction Set Computing,RISC) ;显式并行指令集运算(Explicitly Parallel Instruction Computing,EPIC);超长指令字指令集运算(VLIW)。
CISC:主要针对的操作系统是微软的Windows。另外Linux,一些UNIX等都可以运行在x86(CISC)架构的微处理器。
参考百度百科:https://baike.baidu.com/item/中央处理器/284033?fr=aladdin