第3章 中央处理器CPU
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第1章计算机概述1:计算机的类型有哪些?简述它们的特点目前国际上比较流行的计算机分类是:巨型计算机、主机(大、中型机)、小型计算机、和个人计算机。
巨型计算机指运算速度快、存储容量大的高性能计算机,它采用了大规模并行处理的体系结构,CPU由数以百计、千计的处理器组成,有极强的运算处理能力。
计算机的运算速度平均每秒1000万次以上;存贮容量在1000万位以上。
巨型机的研制水平是一个国家计算机技术水平的重要标志。
主机(大、中型机)大型机的运算速度一般在100万次/秒至几千万次/秒,通常用每秒运行多少万次来作为运算速度单位,字长32~64位,主存容量在几百兆字节以上,。
它有比较完善的指令系统,丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。
其特点是通用,有极强的综合处理能力。
中型机的规模介于大型机和小型机之间。
小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短,便于及时采用先进工艺技术,软件开发成本低,易于操作维护。
微型计算机是以微处理器(CPU)为核心,通过系统总线(BUS)将存储器、外围控制电路、输入输出接口连接起来的系统称为微型计算机。
若配有相应的外围设备(如显示器、键盘、打印机等)和系统软件,就组成了微型计算机系统(Micro Computer System)。
微型计算机具有以下特点:◆集成度高,体积小,重量轻,价格低廉;◆部件标准化,易于组装及维修;◆高可靠性及适应性。
2:微型计算机简单分哪几类?各有什么特点?微型计算机简单可分为常见的台式微型计算机即个人计算机PC,笔记本,及掌上电脑台式机具有:集成度高、体积较小价格低廉、部件标准化、,易于组装维修、高可靠性及适应性,计算能力强等特点;笔记本具有体积小重量轻,便于携带移动性强,耗电少功能强的特点;掌上电脑具有更小的体积、更轻的重量、更少的耗电和更强的可移动性的特点,其方便的上网功能正将加速“处处计算,移动计算”的时代到来。
;Flash存储器与RAM相比具有非易失性的优势,但是寿命短,可擦写次数少,读写速度慢,且不能完成完全随机读写。
认识计算机各组成部件
第一篇:CPU、主板和内存
计算机是由多个组成部件组成的,每个部件都有其特定
的功能。
这篇文章将会介绍计算机中三个重要的部件:中央处理器(CPU)、主板和内存。
中央处理器(CPU),也称为处理器、中央处理器或微处
理器,是计算机中的主要组成部分之一。
CPU是计算机的大脑,控制计算机的运算。
它会执行程序中的指令,从主存储器中读取数据,处理这些数据并将结果存回主存储器中。
常见的CPU
包括英特尔(Intel)的酷睿(Core)系列、AMD的锐龙(Ryzen)系列等。
主板是计算机中最重要的部件之一,是所有组件(包括CPU、内存、硬盘、显卡等)的连接中枢。
主板被安装在计算
机的机箱内,给计算机提供电力和数据传输。
它为所有的硬件提供了通信渠道,并且通过总线(像PCI和PCI Express)来
控制这些硬件的操作。
主板同样包括各种不同的端口,例如USB、音频、网口和显卡输出端口。
内存是计算机中至关重要的组件之一,也被称为随机存
储器(Random Access Memory,RAM)。
内存用于快速存储计
算机正在使用的数据,例如操作系统、程序和文件。
内存能够快速读写数据,因此可以确保计算机的运行速度。
内存的大小通常以G为单位,例如8G内存、16G内存等。
在计算机中,CPU、主板和内存是重要的组成部件。
CPU
是计算机的大脑,主板为所有硬件提供连接,而内存用于快速存储数据。
这些组件之间的紧密协调确保了计算机的正常运作。
第三章习题(P90-92)一、复习题1.计算机由哪几部分组成,其中哪些部分组成了中央处理器?答:计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成其中,运算器和控制器组成中央处理器(CPU)。
(P72)2.试简述计算机多级存储系统的组成及其优点。
答:多级存储系统主要包括:高速缓存、主存储器和辅助存储器。
把存储器分为几个层次主要基于下述原因:(1)合理解决速度与成本的矛盾,以得到较高的性能价格比。
(2)使用磁盘、磁带等作为外存,不仅价格便宜,可以把存储容量做得很大,而且在断电时它所存放的信息也不丢失,可以长久保存,且复制、携带都很方便。
(P76-P77)3.简述Cache的工作原理,说明其作用。
答:Cache的工作原理是基于程序访问的局部性的。
即主存中存储的程序和数据并不是CPU每时每刻都在访问的,在一段时间内,CPU只访问其一个局部。
这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可,并不需要整个主存的速度都很高。
Cache与虚拟存储器的基本原理相同,都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略,以块为单位,由低一级存储器调入高一级存储器,供CPU使用。
但是,虚拟存储器的替换策略主要由软件实现,而Cache的控制与管理全部由硬件实现。
因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明,而虚拟存储器中,页面管理虽然对用户透明,但对程序员不透明;段管理对用户可透明也可不透明。
Cache的主要作用是解决了存储器速度与CPU速度不匹配的问题,提高了整个计算机系统的性能。
(P79)4.描述摩尔定律的内容,并说明其对于计算机的发展具有怎样的指导意义。
答:摩尔定律(Moore law)源于1965年戈登·摩尔(Gordon Moore,时任英特尔(Intel)公司名誉董事长)的一份关于计算机存储器发展趋势的报告。
根据他对当时掌握的数据资料的整理和分析研究,发现了一个重要的趋势:每一代新芯片大体上包含其前一代产品两倍的容量,新一代芯片的产生是在前一代产生后的18-24个月内。
中央处理器的作用与种类中央处理器(Central Processing Unit, CPU)是计算机的核心部件之一,负责执行和控制计算机的各种操作。
它可以说是计算机的大脑,决定了计算机的运行速度和性能。
本文将讨论中央处理器的作用以及常见的种类。
一、中央处理器的作用1. 指令执行:中央处理器通过解读和执行指令,控制计算机的各个硬件部件进行协调工作。
无论是运行应用程序、处理数据还是进行计算,都需要中央处理器进行指令的解析和执行。
2. 数据处理:中央处理器是计算机进行数据处理和计算的核心。
它能够执行各种算术和逻辑运算,如加减乘除、位运算、条件判断等。
中央处理器的计算能力决定了计算机的运算速度和效率。
3. 存储管理:中央处理器负责管理计算机的内部存储器(如内存)和外部存储器(如硬盘)。
它负责将数据从存储器读取到寄存器进行处理,或将处理结果写回存储器。
同时,中央处理器还负责虚拟内存的管理和交换。
4. 控制和调度:中央处理器通过控制信号和时序信号来控制计算机的各个硬件部件的工作状态。
它负责调度各个部件的运行顺序,确保计算机的各个部件能够协调工作,实现程序的正确执行。
二、中央处理器的种类1. 英特尔(Intel)系列:英特尔是全球最著名的中央处理器制造商之一。
其产品广泛应用于个人计算机和服务器领域。
英特尔的中央处理器常见的系列有Celeron、Pentium、Core i3/i5/i7等,性能和功能各有差异,可满足不同用户需求。
2. AMD系列:AMD(Advanced Micro Devices)是另一家知名的中央处理器制造商。
与英特尔相比,AMD的处理器性能和价格更具竞争力。
常见的AMD中央处理器系列包括Ryzen和Athlon等。
3. ARM系列:ARM是一家以设计低功耗、高效能中央处理器而著称的公司。
其处理器广泛应用于移动设备、物联网和嵌入式系统等领域。
ARM处理器的特点是低功耗和高性能。
4. IBM Power系列:IBM Power系列处理器主要用于高性能计算和企业级服务器。
什么是CPU(CPU即中央处理器是计算机的核心部件负责执行指令和处理数据)在现代科技高速发展的时代,计算机已经成为人们生活中必不可少的工具。
而作为计算机的核心部件之一,CPU(中央处理器)在整个计算机系统中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍什么是CPU以及它在计算机中的功能和工作原理。
一、什么是CPUCPU,全称为Central Processing Unit,翻译为中央处理器,是计算机中的核心部件之一。
它被认为是计算机的“大脑”,负责执行计算机指令、处理数据和控制计算机的各个部件。
CPU是一种集成电路芯片,由运算器、控制器和寄存器等组成。
计算机的指令和数据都存储在主存储器中,CPU通过内部总线将指令和数据从主存中取出,经过运算器进行计算和处理,最后将结果写回主存储器中。
二、CPU的功能1. 执行指令CPU负责执行计算机指令,它能够识别不同的指令类型,并按照指令的要求执行相应的操作。
不同的指令包括算术运算、逻辑运算、数据传输等,它们通过一系列的指令周期被CPU执行。
2. 处理数据CPU能够对数据进行各种运算和处理,包括加法、减法、乘法、除法等算术运算,以及逻辑运算、比较运算等。
通过这些运算和处理,CPU能够实现复杂的计算和操作。
3. 控制计算机的各个部件CPU控制计算机的各个部件,包括主存储器、输入输出设备、硬盘等。
它负责将指令和数据从主存中取出,将运算结果写回主存,同时控制输入输出设备的工作,实现数据的输入和输出。
三、CPU的工作原理CPU的工作原理可以简单概括为指令的取指、译码、执行和写回。
1. 取指取指是CPU执行指令的第一步。
CPU通过地址总线将指令的地址发送到主存储器中,然后通过数据总线将指令取回到CPU的指令寄存器中。
2. 译码译码是指对取回的指令进行解析和识别,确定指令的类型和操作内容。
CPU会根据指令码的不同,调用相应的电路和控制信号。
3. 执行执行是CPU对指令进行操作和处理的阶段。
中央处理器的作用与种类电子设备中的中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)是一种核心组件,负责执行和控制计算机的各种操作。
本文将详细介绍中央处理器的作用以及不同种类的CPU。
一、中央处理器的作用中央处理器是计算机的心脏,起着决定性的作用。
它负责处理和执行计算机的指令集,控制计算机的运行以及管理各种硬件和软件资源。
具体来说,中央处理器的作用体现在以下几个方面:1. 执行指令:中央处理器通过执行指令来进行各种计算和逻辑操作。
指令可以包括算术运算、逻辑运算、数据传输、控制跳转等。
中央处理器按照程序的要求,逐条执行指令,实现计算和数据处理的功能。
2. 控制计算机:中央处理器是计算机的控制中心,它通过控制线路和逻辑电路,调度和协调计算机的各个组件。
中央处理器能够对输入和输出设备进行控制,并与内存、硬盘、显卡等组件进行数据交互。
3. 管理资源:中央处理器管理计算机的各种硬件和软件资源。
它为不同的程序和进程分配资源,并进行任务调度和优化,以提高计算机的性能和效率。
中央处理器还负责管理内存、缓存和外围设备等资源的访问和分配。
4. 运行操作系统:中央处理器是操作系统的核心组件之一。
操作系统是计算机的基础软件,负责管理和控制计算机的各种软硬件资源。
中央处理器通过执行操作系统的指令,实现计算机的启动、运行和关闭等功能。
二、不同种类的中央处理器随着计算机技术的发展,中央处理器的种类和性能也在不断提升。
目前市场上主要有以下几种中央处理器:1. Intel处理器:英特尔(Intel)是中央处理器市场的领导者之一。
其处理器产品广泛应用于个人电脑、服务器、工作站等设备。
Intel处理器以其卓越的性能、稳定性和兼容性而闻名,并不断推出新的产品来满足用户的需求。
2. AMD处理器:AMD(Advanced Micro Devices)是另一家领先的中央处理器制造商。
AMD处理器在性能和价格上与Intel处理器竞争,并在某些方面具有优势。