（知识点）中央处理器与逻辑部件英文Logic的区别

中央处理器（CPU，Unit）是超大规模集成电路，是计算机的计算核心（Core）和控制核心（Unit）。 其功能主要是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。 中央处理单元主要包括运算单元（算术逻辑单元，ALU，Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache），以及实现它们之间的数据、控制和状态的总线（Bus）。 它与内存（）和输入/输出（I/O）设备并称为电子计算机的三大核心部件。

cpu的基本结构

从功能上看，一般CPU的内部结构可分为控制单元、逻辑运算单元、存储单元（包括内部总线和缓冲区）三部分。 控制单元完成数据处理的整个过程的部署，逻辑单元完成每条指令以获得程序最终期望的结果，存储单元负责存储原始数据和运算结果。 无缝配合赋予了CPU强大的功能，可以完成包括浮点、多媒体等指令在内的许多复杂运算，也为数字时代增添了更多活力。

逻辑组件

英语逻辑； 运算逻辑组件。 可以执行定点或浮点算术运算、移位运算和逻辑运算，以及地址运算和转换。

登记

寄存器组件包括寄存器、特殊寄存器和控制寄存器。 通用寄存器可分为定点数和浮点数。 它们用于保存指令执行期间临时存储的寄存器操作数和中间（或最终）运算结果。 通用寄存器是CPU的重要组成部分之一。

控制部分

英语单元； 控制部分，主要负责对指令进行译码，并发出要执行的各个操作的控制信号，以完成每条指令。

有两种结构：一种是以微存储为核心的微程序控制方式； 另一种是基于逻辑硬接线结构的控制方法。

微码维护在微存储器中，每个微码对应一个最基本的微操作，也称为微指令； 每条指令都由不同的微代码序列组成，这个微代码序列就构成了一个微程序。 中央处理器对指令译码后，发出一定序列的控制信号，并按照给定的顺序、以微周期执行这些微代码确定的若干微操作，完成指令的执行。

简单指令由（3～5）个微操作组成，而复杂指令由数十甚至数百个微操作组成。

CPU逻辑单元

更详细地说，从实现的功能来看，CPU大致可以分为以下8个逻辑单元：

指令缓存，俗称指令寄存器：是芯片上的指令仓库。 有了它，CPU就不用停下来寻找计算机内存中的指令，从而大大提高了CPU的运算速度。

解码单元，俗称指令解码器：它负责将复杂的机器语言指令解释成算术逻辑单元（ALU）和寄存器可以理解的简单格式，就像外交官一样。

控制单元：既然CPU中可以存储指令，并且有相应的指令来完成运算前的准备工作，那么它的背后自然就有一个驱动作用——它就是负责整个处理过程的运算控制器。 根据来自解码单元的指令，它生成控制信号，告诉算术逻辑单元 (ALU) 和寄存器如何操作、操作什么以及如何处理结果。

寄存器：对于CPU来说非常重要。 除了存储程序的一些指令外，还负责存储指针跳转信息和循环操作命令。 它是运算逻辑单元（ALU）用来完成控制单元请求的任务的数据。 一个小的存储区域，其数据来源可以是高速缓存、内存和控制单元中的任意一个。

逻辑运算单元（ALU）：是CPU芯片的智能部件，可以执行加、减、乘、除等各种命令。 此外，它还知道如何读取 OR、AND 和 NOT 等逻辑命令。 来自控制单元的消息会告诉算术逻辑单元要做什么，然后算术单元会中断或不断地从寄存器中提取数据来完成最终的任务。

预取单元：CPU 性能非常依赖它。 预取命中率与CPU核心利用率直接相关，进而带来指令执行速度的差异。 预取单元可以随时从指令高速缓存或计算机存储器中获取数据和指令，具体取决于要执行的命令或任务。 当指令到达时，预取单元最重要的任务是确保所有指令都正确排列然后发送到译码单元。

总线单元：它就像一条高速公路，快速完成各个单元之间的数据交换。 它也是数据从内存流入和流出 CPU 的地方。

数据缓存：存储来自解码单元的特殊标记数据以供逻辑运算单元使用，并准备最终结果以分发到计算机的不同部分。

从上面的介绍我们可以看出，CPU虽然小，但却可以在很小的空间里容纳大世界。 内部更像是一个发达的组装工厂，环环相扣，层次分明。 正是因为相互配合，指令最终被执行，形成了一个有图有文、有图像的神奇数字世界。

cpu工作原理：

我们都知道CPU的根本任务是执行指令。 对于计算机来说，最终是一个“0”和“1”的序列。 CPU在逻辑上可以分为三个模块，即控制单元、计算单元和存储单元。 这三部分通过CPU内部总线连接。 如下：

控制单元：控制单元是整个CPU的指挥控制中心。 它由指令寄存器IR()、指令译码器ID()、运算控制器OC()等组成，对于协调整个计算机的有序工作极为重要。 它按照用户预先编写的程序从存储器中依次取出每一条指令，放入指令寄存器IR中，通过指令译码（分析）确定应该执行什么操作，然后根据指令操作控制器OC。确定的时间。 向相应部件发送微操作控制信号。 运行控制器OC主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。

算术单元：是算术单元的核心。 可以执行算术运算（包括加法、减法、乘法等基本运算及其附加运算）和逻辑运算（包括移位、逻辑测试或两个值的比较）。 相对于控制单元而言，运算单元接受控制单元的命令并执行动作。 即运算单元执行的所有操作都是由控制单元发送的控制信号指挥的，因此它是一个执行部件。

存储单元：包括CPU片上高速缓存和寄存器组。 它是CPU中临时存储数据的地方。 它存储等待处理的数据或已处理的数据。 CPU访问寄存器的时间比访问内存的时间短。 。 使用寄存器可以减少CPU访问内存的次数，从而提高CPU的工作速度。 然而，由于芯片面积和集成度的限制，寄存器组的容量不可能很大。 寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。 特殊寄存器的作用是固定的，分别存储相应的数据。 通用寄存器用途广泛，可以由程序员指定。 通用寄存器的数量因微处理器而异。 这是我们以后要介绍的一个重要点，所以我先在这里提一下。

我们对上图进行细化，可以得出CPU的工作原理总结如下：

总结一下，CPU的工作原理是：

1.取指令：CPU控制器从内存中读取一条指令并将其放入指令寄存器中。 命令的格式一般如下：

操作码是汇编语言中的mov、add、jmp等符号代码； 操作数地址表示指令所需的操作数所在的位置，是在内存中还是在CPU的内部寄存器中。

2、指令译码：对指令寄存器中的指令进行译码，确定该指令要执行什么操作（即指令中的操作码）以及操作数在哪里（操作数的地址）。

3、指令的执行分为“获取操作数”和“执行操作”两个阶段。