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CPU控制技術(shù)的主要形式,插入控制。CPU 對(duì)于操作控制信號(hào)的產(chǎn)生,主要是通過指令的功能來實(shí)現(xiàn)的,通過將指令發(fā)給相應(yīng)部件,達(dá)到控制這些部件的目的。實(shí)現(xiàn)一條指令功能,主要是通過計(jì)算機(jī)中的部件執(zhí)行一序列的操作來完成。較多的小控制元件是構(gòu)建集中處理模式的關(guān)鍵,目的是為了更好的完成CPU數(shù)據(jù)處理操作。
除了嵌入式系統(tǒng),多數(shù)CPU都有兩種工作模式:內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)。這兩種工作模式是由PSW寄存器上的一個(gè)二進(jìn)制位來控制的。內(nèi)核態(tài)的CPU,可以執(zhí)行指令集中的所有指令,并使用硬件的所有功能。
用戶態(tài)CPU想要執(zhí)行特權(quán)操作,需要發(fā)起系統(tǒng)調(diào)用來請(qǐng)求內(nèi)核幫忙完成對(duì)應(yīng)的操作。其實(shí)是在發(fā)起系統(tǒng)調(diào)用后,CPU會(huì)執(zhí)行trap指令陷入(trap)到內(nèi)核。當(dāng)特權(quán)操作完成后,需要執(zhí)行一個(gè)指令讓CPU返回到用戶態(tài)。除了系統(tǒng)調(diào)用會(huì)陷入內(nèi)核,更多的是硬件會(huì)引起trap行為陷入內(nèi)核,使得CPU控制權(quán)可以回到操作系統(tǒng),以便操作系統(tǒng)去決定如何處理硬件異常。
關(guān)于CPU的基本組成
1、CPU是用來運(yùn)算的(加法運(yùn)算 、乘法運(yùn)算*、邏輯運(yùn)算and not or等),例如c=a b。
2、運(yùn)算操作涉及到數(shù)據(jù)輸入(input)、處理、數(shù)據(jù)輸出(output),a和b是輸入數(shù)據(jù),加法運(yùn)算是處理,c是輸出數(shù)據(jù)。
3、CPU需要使用一個(gè)叫做存儲(chǔ)器(也就是各種寄存器)的東西保存輸入和輸出數(shù)據(jù)。
4、CPU還要將一些常用的基本運(yùn)算工具(如加法器)放進(jìn)CPU,這部分負(fù)責(zé)運(yùn)算,稱為算術(shù)邏輯單元(ALU)。
5、CPU中還有一個(gè)控制器(CU),負(fù)責(zé)將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)送到ALU中去做運(yùn)算,并將運(yùn)算后的結(jié)果存回到存儲(chǔ)器中??刂破鬟€包含了一些控制信號(hào)。
關(guān)于CPU的多核和多線程
1、CPU的物理個(gè)數(shù)由主板上的插槽數(shù)量決定,每個(gè)CPU可以有多核心,每核心可能會(huì)有多線程。
2、多核CPU的每核(每核都是一個(gè)小芯片),在OS看來都是一個(gè)獨(dú)立的CPU。
3、對(duì)于超線程CPU來說,每核CPU可以有多個(gè)線程(數(shù)量是兩個(gè),比如1核雙線程,2核4線程,4核8線程),每個(gè)線程都是一個(gè)虛擬的邏輯CPU(比如windows下是以邏輯處理器的名稱稱呼的),而每個(gè)線程在OS看來也是獨(dú)立的CPU。