GEIC200CPUE05模塊

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取指令（IF，instruction fetch），即將 條指令從主存儲器中取到指令寄存器的過程。程序計數器中的數值，用來指示當前指令在主存中的位置。當  條指令被取出后，PC中的數值將根據指令字長度自動遞增。 [1]  

指令譯碼階段（ID，instruction decode），取出指令后，指令譯碼器按照預定的指令格式，對取回的指令進行拆分和解釋，識別區分出不同的指令類 別以及各種獲取操作數的方法。 [1]  

執行指令階段（EX，execute），具體實現指令的功能。CPU的不同部分被連接起來，以執行所需的操作。

訪存取數階段（MEM，memory），根據指令需要訪問主存、讀取操作數，CPU得到操作數在主存中的地址，并從主存中讀取該操作數用于運算。部分指令不需要訪問主存，則可以跳過該階段。 [1]  

結果寫回階段（WB，write back），作為 后 個階段，結果寫回階段把執行指令階段的運行結果數據“寫回"到某種存儲形式。結果數據 般會被寫到CPU的內部寄存器中，以便被后續的指令快速地存?。辉S多指令還會改變程序狀態字寄存器中標志位的狀態，這些標志位標識著不同的操作結果，可被用來影響程序的動作。 [1]  

在指令執行完畢、結果數據寫回之后，若無意外事件（如結果溢出等）發生，計算機就從程序計數器中取得下 條指令地址，開始新 輪的循環，下 個指令周期將順序取出下 條指令。 [1]  

對于CPU而言，影響其性能的指標主要有主頻、 CPU的位數以及CPU的緩存指令集。所謂CPU的主頻，指的就是時鐘頻率，它直接的決定了CPU的性能，因此要想CPU的性能得到很好地提高，提高CPU的主頻是 個很好地途徑。而CPU的位數指的就是處理器能夠 次性計算的浮點數的位數，通常情況下，CPU的位數越高，CPU 進行運算時候的速度就會變得越快。現在CPU的位數 般為32位或者64位。以前人們使用的計算機都是32位系統， 近年來人們使用的計算機的處理器中64位所占用的比例則顯得更多，這是因為64位的計算機的運行速度變得更快，提高了人們的工作效率。而CPU的緩存指令集是存儲在CPU內部的，主要指的是能夠對CPU的運算進行指導以及優化的硬程序。 般來講，CPU 的緩存可以分為 緩存、緩存和緩存，而那些處理能力比較強的處理器則 般具有較大的緩存。 [4]  

通常來講，CPU的結構可以大致分為運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。所謂運算邏輯部件，主要能夠進行相關的邏輯運算，如：可以執行移位操作以及邏輯操作，除此之外還可以執行定點或浮點算術運算操作以及地址運算和轉換等命令，是 種多功能的運算單元。而寄存器部件則是用來暫存指令、數據和地址的?？刂撇考t是主要用來對指令進行分析并且能夠發出相應的控制信號。而計算機的內存又可以分為隨機存取存儲器（RAM）和只讀儲存器(ROM)。兩者的區別在于，隨機存取存儲器能夠與CPU直接的進行數據的交換，也可以將其稱為主存。對于RAM可以隨時的進行讀寫，而且這個過程的速度很快，因此由于主存所具有的這個優點也往往將其作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲媒介；而只讀存儲器ROM是 種只能讀出事先所存數據的存儲器，使用者對于其內部存儲的資料沒有改變的權限也無法對其進行刪除，并且在電源關閉以后資料并不會消失。這種內存也得到了廣泛的應用，在那些資料不需要經常變更的電子或電腦系統中得到了很好地應用。 [4]  

對于處理器來說，可將其看作個規模較大的集成電路，其主要任務是加工和處理各種數據。傳統計算機的儲存容量相對較小，其對大規模數據的處理過程中具有定難度，且處理效果相對較低。隨著我國信息技術水平的迅速發展，隨之出現了高配置的處理器計算機，將高配置處理器作為控制中心，對提高計算機CPU的結構功能發揮重要作用。處理器中的核心部分就是控制器、運算器，其對提高計算機的整體功能起著重要作用，能夠實現寄存控制、邏輯運算、信號收發等多項功能的擴散，為提升計算機的性能奠定良好基礎。 [2]  

集成電路在計算機內起到了調控信號的作用，根據用戶操作指令執行不同的指令任務。處理器是塊超大規模的集成電路。它由運算器、控制器、寄存器等組成，如下圖，關鍵操作在于對各類數據的加工和處理。 [5]  

傳統計算機存儲容量較小，面對大規模數據集的操作效率偏低。新代計算機采用高配置處理器作為控制中心，CPU在結構功能方面有了很大的提升空間。處理器以運算器、控制器為主要裝置，逐漸擴散為邏輯運算、寄存控制、程序編碼、信號收發等多項功能。這些都加快了CPU調控性能的優化升。 [5]  

CPU總線是在計算機系統中 快的總線，同時也是芯片組與主板的核心。人們通常把和CPU直接相連的局部總線叫做CPU總線或者稱之為內部總線，將那些和各種通用的擴展槽相接的局部總線叫做系統總線或者是外部總線。在內部結構比較單的CPU中，往往只設置組數據傳送的總線即CPU內部總線，用來將CPU內部的寄存器和算數邏輯運算部件等連接起來，因此也可以將這類的總線稱之為ALU總線。而部件內的總線，通過使用組總線將各個芯片連接到起，因此可以將其稱為部件內總線，般會包含地址線以及數據線這兩組線路。系統總線指的是將系統內部的各個組成部分連接在起的線路，是將系統的整體連接到起的基礎；而系統外的總線，是將計算機和其他的設備連接到起的基礎線路。 [4]  

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