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cpu存储管理单元

发布时间: 2022-06-02 09:19:23

Ⅰ 内存、cpu、寄存器、存储器和磁盘分别在哪儿有什么联系和区别

cpu的内部结构可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。
cup存储单元有寄存器和高速缓冲存储器,
寄存器(register)是cpu内部的元件,所以在寄存器之间的数据传送非常快。
用途:
1.可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算。
2.存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置,即寻址。
3.可以用来读写数据到电脑的周边设备。
寄存器数量:
1、8个通用寄存器:
数据寄存器:ax,bx,cx,dx
指针寄存器:sp(堆栈指针),bp(基址指针)
变址寄存器:si(原地址),di(目的地址)
2、控制寄存器(2个)
3、段寄存器(4个)
高速缓存
缓存大小也是cpu的重要指标之一,而且缓存的结构和大小对cpu速度的影响非常大,cpu内缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时,cpu往往需要重复读取同样的数据块,而缓存容量的增大,可以大幅度提升cpu内部读取数据的命中率,而不用再到内存或者硬盘上寻找,以此提高系统性能。但是由于cpu芯片面积和成本的因素来考虑,缓存都很小。
l1
cache(一级缓存)是cpu第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。内置的l1高速缓存的容量和结构对cpu的性能影响较大,不过高速缓冲存储器均由静态ram组成,结构较复杂,在cpu管芯面积不能太大的情况下,l1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器cpu的l1缓存的容量通常在32—256kb。
l2
cache(二级缓存)是cpu的第二层高速缓存,分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同,而外部的二级缓存则只有主频的一半。l2高速缓存容量也会影响cpu的性能,原则是越大越好,现在家庭用cpu容量最大的是512kb,而服务器和工作站上用cpu的l2高速缓存更高达256-1mb,有的高达2mb或者3mb。
l3
cache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内置的。而它的实际作用即是,l3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加l3缓存在性能方面仍然有显着的提升。比方具有较大l3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘i/o子系统可以处理更多的数据请求。具有较大l3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度

Ⅱ 请问内存单元是否在CPU中

首先问一下你说的CPU是多大的范围?是intel那种纯粹的桌面处理器的CPU;还是单片机等嵌入式处理器的CPU,因为嵌入式处理器的芯片上不仅仅是有CPU的。
对于小型的CPU,比如单片机,微控制器,因为规模较小,同时对应用的要求是单芯片,因此内存也就是RAM是集成在芯片上的,注意,是集成在芯片上,不是在CPU里面!但是本来就是一颗芯片,如果你把整个芯片说是一个CPU,没人会说你是错的,只是有点不够严谨,这样的话,你说内存在CPU上也就不算错了。这种内存类型上都是SRAM,容量上有大有小,从几十字节到100K字节不等,即使是CPU核一样的芯片,比如51单片机,因为具体型号的不同,内存容量也是有变化的;
对于大型的CPU,比如intel的桌面处理器,ARM公司的处理器核,由于面向的是高性能高端应用,因此内存集成在芯片内部是不现实的,这些CPU都有MMU(内存管理单元)因此主要是访问外部的存储器,CPU本身也有存储器,不过不是叫做内存了,而是叫cache,或者缓存。从本质上讲,缓存也是SRAM,只不过性能很高,速度能够跟得上CPU的速度(上面说的那些普通的CPU速度很少有过100M的),由此缓存的成本可想而知,因此CPU上缓存通常不大,intel i3处理器的三级缓存才8M,一级缓存更小(缓存等级越高,性能就越好,成本也越贵,)当然缓存的大小对于CPU性能的影响那是毋庸置疑的。每一个特性型号的CPU,其缓存大小是固定的,intel的CPU厂家就他一个(这里的一个指的是CPU内核一模一样的,AMD应该没有跟intel 一摸一样的吧?不然早被intel玩死了),就不举他的例子了。ARM公司的ARM920T内核,缓存是32K,ARM920T内核的处理器厂家很多,但是每家的处理器缓存都是32K!说明缓存是不允许随意修改的,缓存是跟CPU紧耦合在一起的,你改动一样,这个CPU就可以换个型号了!!!为了对比,再举一个ARM公司的例子,cortex-M3内核,属于上面说的小型的微控制器,也有不少厂家生产,不同厂家,即使是同一厂家生产的cortex-M3内核的微控制器内存容量也是千变万化的,差异能达到10倍左右!!!从侧面说明微控制器的内存跟CPU不是紧耦合在一起的,只是集成在同一芯片内。

还有一点需要注意,对于单片机,微控制器,内部通常还集成有程序存储器(也叫只读存储器,ROM),内存从字面上的意思是内部的存储器,这个内部指的是芯片内部,因此对于单片机,有时说内存大小可以是内部程序存储器的大小,需要注意下。

Ⅲ CPU在原理上有哪三个部分组成他们的功能是什么他们与内存是什么关系

控制器,运算器,寄存器
运算器负责数值浮点等运算,寄存器负责将待处理保存,随时供运算器调用。控制器负责让运算器寄存器等的协调工作。
需要计算的数据放在内存中,控制器将按照某种顺序,将需要处理的数据调入寄存器,再安排计算器对数据进行处理。

Ⅳ CPU包含哪些部件,各个组成部件的功能是什么

CPU全称叫中央处理器,包含运算逻辑部件、寄存器部件、控制部件。

运算逻辑部件:运算逻辑部件,可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址运算和转换。

寄存器部件:通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间(或最终)的操作结果。通用寄存器是中央处理器的重要组成部分,大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度,其端口数目往往可影响内部操作的并行性。专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制部件:控制部件,主要是负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

Ⅳ cpu是计算机的核心部件,它由什么和什么组成

CPU叫做中央处理器。CPU(微型机系统)从雏形出现到发壮大的今天(下文会有交代),由于制造技术的越来越现今,在其中所集成的电子元件也越来越多,上万个,甚至是上百万个微型的晶体管构成了CPU的内部结构。那么这上百万个晶体管是如何工作的呢?看上去似乎很深奥,其实只要归纳起来稍加分析就会一目了然的,CPU的内部结构可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。而CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(指令),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储器)中,最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。
CPU作为是整个微机系统的核心,它往往是各种档次微机的代名词,如往日的286、386、486,到今日的奔腾、奔腾二、K6等等,CPU的性能大致上也就反映出了它所配置的那部微机的性能,因此它的性能指标十分重要。

Ⅵ CPU包含那些部件,各部分有什么主要功能

CPU主要包括运算器和控制器两大部件。还包括若干个寄存器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。

物理结构下CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

作用介绍

一、基本组成

运算器:对计算机传输过来的信息进行算术或者逻辑运算。

控制器:负责计算机CPU中指令的执行。

二、物理结构

运算逻辑部件:运算逻辑部件,可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址运算和转换。

寄存器部件:通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间(或最终)的操作结果。通用寄存器是中央处理器的重要组成部分,大多数指令都要访问到通用寄存器。通用寄存器的宽度决定计算机内部的数据通路宽度,其端口数目往往可影响内部操作的并行性。专用寄存器是为了执行一些特殊操作所需用的寄存器。

控制部件:控制部件,主要是负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

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