中央处理器

中央处理器

CPU 是计算机的中央处理部件，具有指令控制，操作控制，时间控制，数据加工等基本功能。

早起的cpu有运算器和控制器两大部分组成。随着高密度继承电路技术的发展，当今的cpu新片编程运算器，cache和控制器三大部分，其中还包括浮点运算器，存储管理部件等，cpu中至少要有如下六类寄存器：指令寄存器，程序计数器，地址寄存器，缓冲寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器。

CPU从存储器取出一条指令并执行这条指令的时间和称为指令周期。由于各种指令的操作功能不同，各种指令的指令周期是不尽相同的。划分指令周期，是设计操作控制器的重要依据。

时序信号产生器提供CPU周期（也称机器周期）所需的时序信号。操作控制器利用这些时序信号进行定时，有条不紊的取出一条指令并执行这些指令

微程序设计技术是利用软件方法设计操作控制器的一门技术，具有规整性，灵活性，可维护性等一系列有点，因而在计算机设计中得到了广泛应用，并取代了早起采用的硬布线控制器设计技术。但是随着VLSI技术的发展和对机器速度的要求，硬布线逻辑设计思想又得到了重视。硬布线控制器的基本思想是：某一微操作控制信号是指令操作码译码输出，时序信号和状态条件信号的逻辑函数，即用布尔代数写出逻辑表达式，如何用门电路，触发器等器件实现。

不论是微型机还是巨型机，并行处理技术以成为计算机技术发展的主流，并行处理技术科贯穿与信息加工的各个步骤和阶段，概括起来，主要有三种形式：1时间并行 2空间并行 3时间并行+空间并行.

流水CPU是以时间并行性为原理构造的处理器，是一种非常经济而实用的并行技术。目前的高性能微处理器几乎无一例外的使用了流水技术。流水技术中主要问题是资源相关，数据相关和控制相关，为此需要采取相应的技术对策，才能保证流水线畅通而不断流。

RISC CPU是继承CISC的成功技术，并在客服CISC机器缺点的基础上发展起来的。RISC机器的三个基本要素是：1.一个有限的简单指令集。2.CPU配备大量的通用寄存器。3.强调指令流水线的优化，注意：RISC机器一定是流水CPU，但流水CPU不一定是RISC机器。如奔腾CPU是流水CPU，但奔腾级是CISC机器。

多媒体CPU是带有MMX技术的处理器，MMX是一种多媒体扩展结构技术，特别适合于图像数据处理，极大地提高了计算机在多媒体和通信应用方面的功能。多媒体CPU以新一代奔腾CPU为代表，开始采用单指令流多数据流的新型结构。