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程序的運(yùn)行過程,實(shí)際上是程序涉及到的、未涉及到的一大堆的指令的執(zhí)行過程。當(dāng)程序要執(zhí)行的部分被裝載到內(nèi)存后,CPU要從內(nèi)存中取出指令,然后指令解了碼(以便知道類型和操作數(shù),簡(jiǎn)單的理解為CPU要知道這是什么指令),然后執(zhí)行該指令。再然后取下一個(gè)指令、解了碼、執(zhí)行,以此類推直到程序退出。
CPU主要包括兩個(gè)部分,即控制器、運(yùn)算器,其中還包括高速緩沖存儲(chǔ)器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制的總線。電子計(jì)算機(jī)三大核心部件就是CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備。CPU的功效主要為處理指令、執(zhí)行操作、控制時(shí)間、處理數(shù)據(jù)。
注:指令集的軟硬件層次之分:硬件指令集是硬件層次上由CPU自身提供的可執(zhí)行的指令集合。軟件指令集是指語言程序庫(kù)所提供的指令,只要安裝了該語言的程序庫(kù),指令就可以執(zhí)行。
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。
每核上的多線程CPU都共享該核的CPU資源。
假設(shè)每核CPU都只有一個(gè)"發(fā)動(dòng)機(jī)"資源,那么線程1這個(gè)虛擬CPU使用了這個(gè)"發(fā)動(dòng)機(jī)"后,線程2就沒法使用,只能等待。
所以,超線程技術(shù)的主要目的是為了增加流水線上更多個(gè)獨(dú)立的指令,這樣線程1和線程2在流水線上就盡量不會(huì)爭(zhēng)搶該核CPU資源。所以,超線程技術(shù)利用了superscalar(超標(biāo)量)架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。