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程序的運(yùn)行過(guò)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(guò)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(lèi)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(lèi)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(yǔ)言程序庫(kù)所提供的指令,只要安裝了該語(yǔ)言的程序庫(kù),指令就可以執(zhí)行。
在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中,CPU 是對(duì)計(jì)算機(jī)的所有硬件資源(如存儲(chǔ)器、輸入輸出單元) 進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運(yùn)算的核心硬件單元。CPU 是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制核心。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作,終都將通過(guò)指令集映射為CPU的操作。
由于CPU訪問(wèn)內(nèi)存以得到指令或數(shù)據(jù)的時(shí)間要比執(zhí)行指令花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)很多,因此在CPU內(nèi)部提供了一些用來(lái)保存關(guān)鍵變量、臨時(shí)數(shù)據(jù)等信息的通用寄存器。所以,CPU需要提供 一些特定的指令,使得可以從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)存入寄存器以及可以將寄存器數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。
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(lái)都是一個(gè)獨(dú)立的CPU。
3、對(duì)于超線程CPU來(lái)說(shuō),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(chēng)稱(chēng)呼的),而每個(gè)線程在OS看來(lái)也是獨(dú)立的CPU。