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CPU控制技術(shù)的主要形式,時(shí)間控制。將時(shí)間定時(shí)應(yīng)用于各種操作中,就是所謂的時(shí)間控制。在執(zhí)行某一指令時(shí),應(yīng)當(dāng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成,CPU的指令是從高速緩沖存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)器中取出,之后再進(jìn)行指令譯碼操作,主要是在指令寄存器中實(shí)施,在這個(gè)過(guò)程中,需要注意嚴(yán)格控制程序時(shí)間。
更優(yōu)化的CPU架構(gòu)是superscalar架構(gòu)(超標(biāo)量架構(gòu))。這種架構(gòu)將取指、解了碼、執(zhí)行單元分開(kāi),有大量的執(zhí)行單元,然后每個(gè)取指 解了碼的部分都以并行的方式運(yùn)行。比如有2個(gè)取指 解了碼的并行工作線路,每個(gè)工作線路都將解了碼后的指令放入一個(gè)緩存緩沖區(qū)等待執(zhí)行單元去取出執(zhí)行。
用戶態(tài)的CPU,只允許執(zhí)行指令集中的部分指令。一般而言,IO相關(guān)和把內(nèi)存保護(hù)相關(guān)的所有執(zhí)行在用戶態(tài)下都是被禁止的,此外其它一些特權(quán)指令也是被禁止的,比如用戶態(tài)下不能將PSW的模式設(shè)置控制位設(shè)置成內(nèi)核態(tài)。
控制器之所以知道數(shù)據(jù)放哪里、做什么運(yùn)算(比如是做加法還是邏輯運(yùn)算?)都是由指令告訴控制器的,每個(gè)指令對(duì)應(yīng)一個(gè)基本操作,比如加法運(yùn)算對(duì)應(yīng)一個(gè)指令。例如,將兩個(gè)MDR寄存器(保存了來(lái)自內(nèi)存的兩個(gè)數(shù)據(jù))中的值拷貝到ALU中,然后根據(jù)的操作指令執(zhí)行加法運(yùn)算,將運(yùn)算結(jié)果拷貝會(huì)一個(gè)MDR寄存器中,后寫(xiě)入到內(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稱呼的),而每個(gè)線程在OS看來(lái)也是獨(dú)立的CPU。