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cpu存儲管理單元

發布時間: 2022-06-02 09:19:23

Ⅰ 內存、cpu、寄存器、存儲器和磁碟分別在哪兒有什麼聯系和區別

cpu的內部結構可分為控制單元,邏輯單元和存儲單元三大部分。
cup存儲單元有寄存器和高速緩沖存儲器,
寄存器(register)是cpu內部的元件,所以在寄存器之間的數據傳送非常快。
用途:
1.可將寄存器內的數據執行算術及邏輯運算。
2.存於寄存器內的地址可用來指向內存的某個位置,即定址。
3.可以用來讀寫數據到電腦的周邊設備。
寄存器數量:
1、8個通用寄存器:
數據寄存器:ax,bx,cx,dx
指針寄存器:sp(堆棧指針),bp(基址指針)
變址寄存器:si(原地址),di(目的地址)
2、控制寄存器(2個)
3、段寄存器(4個)
高速緩存
緩存大小也是cpu的重要指標之一,而且緩存的結構和大小對cpu速度的影響非常大,cpu內緩存的運行頻率極高,一般是和處理器同頻運作,工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。實際工作時,cpu往往需要重復讀取同樣的數據塊,而緩存容量的增大,可以大幅度提升cpu內部讀取數據的命中率,而不用再到內存或者硬碟上尋找,以此提高系統性能。但是由於cpu晶元面積和成本的因素來考慮,緩存都很小。
l1
cache(一級緩存)是cpu第一層高速緩存,分為數據緩存和指令緩存。內置的l1高速緩存的容量和結構對cpu的性能影響較大,不過高速緩沖存儲器均由靜態ram組成,結構較復雜,在cpu管芯面積不能太大的情況下,l1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器cpu的l1緩存的容量通常在32—256kb。
l2
cache(二級緩存)是cpu的第二層高速緩存,分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同,而外部的二級緩存則只有主頻的一半。l2高速緩存容量也會影響cpu的性能,原則是越大越好,現在家庭用cpu容量最大的是512kb,而伺服器和工作站上用cpu的l2高速緩存更高達256-1mb,有的高達2mb或者3mb。
l3
cache(三級緩存),分為兩種,早期的是外置,現在的都是內置的。而它的實際作用即是,l3緩存的應用可以進一步降低內存延遲,同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力對游戲都很有幫助。而在伺服器領域增加l3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大l3緩存的配置利用物理內存會更有效,故它比較慢的磁碟i/o子系統可以處理更多的數據請求。具有較大l3緩存的處理器提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度

Ⅱ 請問內存單元是否在CPU中

首先問一下你說的CPU是多大的范圍?是intel那種純粹的桌面處理器的CPU;還是單片機等嵌入式處理器的CPU,因為嵌入式處理器的晶元上不僅僅是有CPU的。
對於小型的CPU,比如單片機,微控制器,因為規模較小,同時對應用的要求是單晶元,因此內存也就是RAM是集成在晶元上的,注意,是集成在晶元上,不是在CPU裡面!但是本來就是一顆晶元,如果你把整個晶元說是一個CPU,沒人會說你是錯的,只是有點不夠嚴謹,這樣的話,你說內存在CPU上也就不算錯了。這種內存類型上都是SRAM,容量上有大有小,從幾十位元組到100K位元組不等,即使是CPU核一樣的晶元,比如51單片機,因為具體型號的不同,內存容量也是有變化的;
對於大型的CPU,比如intel的桌面處理器,ARM公司的處理器核,由於面向的是高性能高端應用,因此內存集成在晶元內部是不現實的,這些CPU都有MMU(內存管理單元)因此主要是訪問外部的存儲器,CPU本身也有存儲器,不過不是叫做內存了,而是叫cache,或者緩存。從本質上講,緩存也是SRAM,只不過性能很高,速度能夠跟得上CPU的速度(上面說的那些普通的CPU速度很少有過100M的),由此緩存的成本可想而知,因此CPU上緩存通常不大,intel i3處理器的三級緩存才8M,一級緩存更小(緩存等級越高,性能就越好,成本也越貴,)當然緩存的大小對於CPU性能的影響那是毋庸置疑的。每一個特性型號的CPU,其緩存大小是固定的,intel的CPU廠家就他一個(這里的一個指的是CPU內核一模一樣的,AMD應該沒有跟intel 一摸一樣的吧?不然早被intel玩死了),就不舉他的例子了。ARM公司的ARM920T內核,緩存是32K,ARM920T內核的處理器廠家很多,但是每家的處理器緩存都是32K!說明緩存是不允許隨意修改的,緩存是跟CPU緊耦合在一起的,你改動一樣,這個CPU就可以換個型號了!!!為了對比,再舉一個ARM公司的例子,cortex-M3內核,屬於上面說的小型的微控制器,也有不少廠家生產,不同廠家,即使是同一廠家生產的cortex-M3內核的微控制器內存容量也是千變萬化的,差異能達到10倍左右!!!從側面說明微控制器的內存跟CPU不是緊耦合在一起的,只是集成在同一晶元內。

還有一點需要注意,對於單片機,微控制器,內部通常還集成有程序存儲器(也叫只讀存儲器,ROM),內存從字面上的意思是內部的存儲器,這個內部指的是晶元內部,因此對於單片機,有時說內存大小可以是內部程序存儲器的大小,需要注意下。

Ⅲ CPU在原理上有哪三個部分組成他們的功能是什麼他們與內存是什麼關系

控制器,運算器,寄存器
運算器負責數值浮點等運算,寄存器負責將待處理保存,隨時供運算器調用。控制器負責讓運算器寄存器等的協調工作。
需要計算的數據放在內存中,控制器將按照某種順序,將需要處理的數據調入寄存器,再安排計算器對數據進行處理。

Ⅳ CPU包含哪些部件,各個組成部件的功能是什麼

CPU全稱叫中央處理器,包含運算邏輯部件、寄存器部件、控制部件。

運算邏輯部件:運算邏輯部件,可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作,也可執行地址運算和轉換。

寄存器部件:通用寄存器又可分定點數和浮點數兩類,它們用來保存指令執行過程中臨時存放的寄存器操作數和中間(或最終)的操作結果。通用寄存器是中央處理器的重要組成部分,大多數指令都要訪問到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計算機內部的數據通路寬度,其埠數目往往可影響內部操作的並行性。專用寄存器是為了執行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制部件:控制部件,主要是負責對指令解碼,並且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。

Ⅳ cpu是計算機的核心部件,它由什麼和什麼組成

CPU叫做中央處理器。CPU(微型機系統)從雛形出現到發壯大的今天(下文會有交代),由於製造技術的越來越現今,在其中所集成的電子元件也越來越多,上萬個,甚至是上百萬個微型的晶體管構成了CPU的內部結構。那麼這上百萬個晶體管是如何工作的呢?看上去似乎很深奧,其實只要歸納起來稍加分析就會一目瞭然的,CPU的內部結構可分為控制單元,邏輯單元和存儲單元三大部分。而CPU的工作原理就象一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(指令),經過物資分配部門(控制單元)的調度分配,被送往生產線(邏輯運算單元),生產出成品(處理後的數據)後,再存儲在倉庫(存儲器)中,最後等著拿到市場上去賣(交由應用程序使用)。
CPU作為是整個微機系統的核心,它往往是各種檔次微機的代名詞,如往日的286、386、486,到今日的奔騰、奔騰二、K6等等,CPU的性能大致上也就反映出了它所配置的那部微機的性能,因此它的性能指標十分重要。

Ⅵ CPU包含那些部件,各部分有什麼主要功能

CPU主要包括運算器和控制器兩大部件。還包括若干個寄存器和高速緩沖存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態的匯流排。

物理結構下CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。

作用介紹

一、基本組成

運算器:對計算機傳輸過來的信息進行算術或者邏輯運算。

控制器:負責計算機CPU中指令的執行。

二、物理結構

運算邏輯部件:運算邏輯部件,可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作,也可執行地址運算和轉換。

寄存器部件:通用寄存器又可分定點數和浮點數兩類,它們用來保存指令執行過程中臨時存放的寄存器操作數和中間(或最終)的操作結果。通用寄存器是中央處理器的重要組成部分,大多數指令都要訪問到通用寄存器。通用寄存器的寬度決定計算機內部的數據通路寬度,其埠數目往往可影響內部操作的並行性。專用寄存器是為了執行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制部件:控制部件,主要是負責對指令解碼,並且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。

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