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cpu等芯片的工作原理是什么？

指令,寄存器,单元cpu等芯片的工作原理是什么？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

cpu等芯片的工作原理是什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

CPU就是一种数字芯片，它的内部可以看成是很多很多的小开关，既然是开关那么就只有开和关两种状态，对应着二进制位0和1，我们的计算机就只会识别这种0和1的信息，我们在电脑上看到的所有的信息都是由0和1组合转换而来的。



数字芯片的内部既然是开关，那么单个的开关电路就是晶体管开关电路了，CPU就是将上亿的晶体管电路集成在一块，通过开关的开启和断开来表示各种信息的。CPU内部可以分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分，这三个部分相互协调配合，便控制着计算机的各个部件协调工作，所以被称作为中央处理器。那么它的主要工作就是读，解码，执行，写回四个基本操作。


首先我们对计算机的各种操作都是通过各种指令的形式送入CPU中的，CPU读取指令之后首先进行解码，也就是将指令解读为一系列的控制行为，这就好比单位领导指挥工作一样，你负责干这个，他负责干那个，然后是执行操作，将各自的工作做完之后，最后要将成果上报，这就是写回了。



上面讲述的只是CPU在执行完一条指令，而通常我们对计算机的每个操作都包含有很多条指令，CPU完成一条指令，会继续执行下一条指令，这个过程不断地重复，快速的执行完一条又一条的指令，最终在显示器上显示出你要的结果。

CPU是我们现代高科技的结晶，并非一时半会就能搞懂的，所以我们一般人并不需要对它有多么深入的了解，只需要知道个大概意思就可以了。上述为个人的一点浅见，如有错误，请批评指正，看完别忘点赞，谢谢！

回答于 2019-09-11 08:43:50

尚可网开始走向高端领域了，这提的问题真尖端，气场不够都不敢回答，我斗胆回答一下吧。




我也别回答你CPU等芯片的工作原理是什么了，我就简单的描述一下，电脑是怎么工作的吧。首先组成电脑的主要硬件有主板，CPU，内存，硬盘，显卡，输入设备（键盘鼠标等），输出设备（显示器，打印机等等）。电脑想要运行光有硬件也不行呀，都是0101010101电脑自己懂，但是人看着费劲呐，所以就有了操作系统，有了操作系统，就有了操作系统下的软件（我说的简单但是实际电脑发展到今天可以写一部编年史了）。




操作系统是什么呢？操作系统可以理解为连接各个电脑硬件的神经网络，如果你从输入设备输入了张三李四，CPU收到电平信号了，然后开始翻译成010101，然后再给输出设备，输出设备接到010101后，开始按照既定的方案去运行（这个既定方案可以想象成驱动）。如果你从输入设备输入的数据需要保存的话，那么CPU就会接到输入设备的电平信号后，开始翻译成010101，再存到硬盘的小格子里。




上述描述了CPU、硬盘、输出设备和输入设备是怎么工作的，还剩下主板、内存和显卡。主板的英文名字是motherboard，这名字多形象，母亲板。把操作系统比喻成连接各个电脑硬件的神经网络，那么主板就是连个各个主要硬件的骨骼，因为主板还一个英文名字叫mainboard。




一说到显卡，让我想起了intel制造的最早的i740显卡，重点是intel发布完i740显卡之后，发布的这款有着PCI-E接口的处理器，早期的电脑没有显卡，但是当人们有了一点点显示需求的时候才有了i740，但是固执的intel发展i740的时候，慢慢的就又回到了CPU领域，可能intel认为，看看我intel的CPU什么都可以干，你显卡不过就是一个辅助CPU打杂的，显卡就是不必要的存在。显然可能intel的想法是狭隘的，当科技发展日新月异的时候，人们对显示的精细需求越来越旺盛的时候，显卡也借此机会自成一排，这才有了AMD和Nvidia。显卡的工作就是把输入设备的010101比CPU更快的完成，然后再传给显示设备，简言之，显卡的活CPU可以干，但是时间会很久，这时间久了，用户体验就差了。




最后说说这个内存，内存起到缓冲和数据交换作用。 当CPU在工作时，需要从硬盘等外部存储器上读取数据，但由于硬盘这个"仓库"太大，加上离CPU也很"远"，运输"原料"数据的速度就比较慢，导致CPU的工作效率大打折扣！举个例子，以3GHz的CPU为例，电流每秒钟可以振荡30亿次，每次耗时大约为0.33纳秒。光在1纳秒的时间内，可以前进30厘米。也就是说，在CPU的一个时钟周期内，光可以前进10厘米。因此，没有内存的情况下，如果硬盘等外部存储器距离CPU超过5厘米，就不可能在一个时钟周期内完成数据的读取，这还没有考虑硬件的限制和电流实际上达不到光速等限制，所以为了解决这个问题，人们便在CPU与外部存储器之间，建了一个叫做内存的硬件装置。这就是内存的由来。更详细的内容可以关注我，然后查看我的作品《Intel杀回独立显卡领域》。




芯片的工作原理，就是二极管的特性，开和关就是1和0，1和0是机器识别的语言，开和关就是人类识别的语言。我觉得，芯片的工作原理就是人与机器相互理解的过程，能力有限，不知道这样的回答你会不会满意呢？

回答于 2019-09-11 08:43:50

cpu全称中央处理器，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，对计算机来说能够识别指令或数据都是以“0”和“1”组成的一串串的数字。







CPU从逻辑上可以划分成3个模块，分别是控制单元、运算单元和存储单元，这三部分由CPU内部总线连接起来

控制单元：控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR（InstrucTIon Register）、指令译码器ID（InstrucTIon Decoder）和操作控制器OC（OperaTIon Controller）等，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码（分析）确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。

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