CPU是怎么工作的？

Answer 1

在了解CPU工作原理之前，我们先简单谈谈CPU是如何生产出来的。CPU是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上，用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此，从这个意义上说，CPU正是由晶体管组合而成的。简单而言，晶体管就是微型电子开关，它们是构建CPU的基石，你可以把一个晶体管当作一个电灯开关，它们有个操作位，分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开，而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应！这样，计算机就具备了处理信息的能力。

　　但你不要以为，只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单，其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前，计算机依靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来，科研人员把两个晶体管放置到一个硅晶体中，这样便创作出第一个集成电路，再后来才有了微处理器。

　　看到这里，你一定想知道，晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执行指令和处理数据的呢？其实，所有电子设备都有自己的电路和开关，电子在电路中流动或断开，完全由开关来控制，如果你将开关设置为OFF，电子将停止流动，如果你再将其设置为ON，电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制，我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样，晶体管的ON状态用“1”来表示，而OFF状态则用“0”来表示，就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况，将其定义为字母、数字、颜色和图形。举个例子，十进位中的1在二进位模式时也是“1”，2在二进位模式时是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此类推，这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值，也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制，晶体管组就像一部复杂的机器那样同步地执行它们的功能。

　　CPU的内部结构

　　现在我们已经大概知道CPU是负责些什么事情，但是具体由哪些部件负责处理数据和执行程序呢？

　　1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)
　　ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的，这里就相当于工厂中的生产线，负责运算数据。

　　2.寄存器组 RS(Register Set或Registers)
　　RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器，可以减少CPU访问内存的次数，从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限，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。专用寄存器的作用是固定的，分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途。通用寄存器的数目因微处理器而异。

　　3.控制单元(Control Unit)
　　正如工厂的物流分配部门，控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中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。

　　4.总线(Bus)
　　就像工厂中各部位之间的联系渠道，总线实际上是一组导线，是各种公共信号线的集合，用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。直接和CPU相连的总线可称为局部总线。其中包括: 数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus) 、控制总线CB(Control Bus)。其中，数据总线用来传输数据信息；地址总线用于传送CPU发出的地址信息；控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。

　　CPU的工作流程

　　由晶体管组成的CPU是作为处理数据和执行程序的核心，其英文全称是:Central Processing Unit，即中央处理器。首先，CPU的内部结构可以分为控制单元，逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储单元)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。在这个过程中，我们注意到从控制单元开始，CPU就开始了正式的工作，中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理，交到存储单元代表工作的结束。

　　数据与指令在CPU中的运行

　　刚才已经为大家介绍了CPU的部件及基本原理情况，现在，我们来看看数据是怎样在CPU中运行的。我们知道，数据从输入设备流经内存，等待CPU的处理，这些将要处理的信息是按字节存储的，也就是以8位二进制数或8比特为1个单元存储，这些信息可以是数据或指令。数据可以是二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作，比如完成加法、减法或移位运算。

　　我们假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先，指令指针(Instruction Pointer)会通知CPU，将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址)，可以根据这些地址把数据取出，通过地址总线送到控制单元中，指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令，翻译成CPU可以执行的形式，然后决定完成该指令需要哪些必要的操作，它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算，告诉指令读取器什么时候获取数值，告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。

　　假如数据被送往算术逻辑单元，数据将会执行指令中规定的算术运算和其他各种运算。当数据处理完毕后，将回到寄存器中，通过不同的指令将数据继续运行或者通过DB总线送到数据缓存器中。

　　基本上，CPU就是这样去执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。但在通常情况下，一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作，CPU的工作就是执行这些指令，完成一条指令后，CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。这个过程不断快速地重复，快速地执行一条又一条指令，产生你在显示器上所看到的结果。我们很容易想到，在处理这么多指令和数据的同时，由于数据转移时差和CPU处理时差，肯定会出现混乱处理的情况。为了保证每个操作准时发生，CPU需要一个时钟，时钟控制着CPU所执行的每一个动作。时钟就像一个节拍器，它不停地发出脉冲，决定CPU的步调和处理时间，这就是我们所熟悉的CPU的标称速度，也称为主频。主频数值越高，表明CPU的工作速度越快。

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/7268570.html

Answer 2

CPU如何工作？
把CPU比喻成电脑的「大脑」一点都不为过，它不但要负责接收外界输入的信息资料，而且还要负责处理这些资料，然后将处理过的结果传送到正确的装置上。几乎所有大大小小的工作，都需要由CPU来下达命令，传达到其他设备执行。 举个简单的例子来说，当我们要打印一份文件时，首先通过键盘或鼠标输入打印的指令，CPU收到这个指令后，知道我们要打印文件，就会下达指令将资料送到打印机，然后由打印机执行打印文件的工作。

CPU的两种插口

目前生产CPU的厂商主要有Intel和AMD两家，而这两家厂商所生产的CPU在外观上完全不同。Intel的Pentium II系列的CPU，使用的是Slot One的设计，CPU看起来像电视游戏机的游戏卡。而AMD系列的CPU，使用的则是Socket 7的设计，CPU就像是大颗的芯片。 因此，这两种CPU的插口设计得完全不一样，也就是Slot One的CPU，绝对不能插在Socket 7的CPU插口上。所以在购买CPU的时候，须注意主板的CPU插口是Slot One或Socket 7型式，否则买了不合适的CPU，就无法安装了喔！

CPU的速度有多快?

CPU不但需要负责处理传送进来的信息，还要处理及运算资料，最后将处理后的资料送到指定的设备上，所以CPU执行的速度和电脑执行的效率有密切的关系。 CPU有点像人类的心脏，必须通过「时钟」才能够运作，就像下指令一样，通过时钟信号指示其他硬件执行动作，当CPU的速度愈快，处理资料的速度就愈快，当然电脑的效率就愈好。 常听到的Pentium II 266或者AMD K6 266是什么？后面的「266」指的就是CPU的工作频率，而单位是「MHz」，Hz是「赫兹」，Hz就是指每秒几次而MHz就是每秒百万次的意思，现在你知道266MHz的工作频率有多快了吧！ 以同等级Pentium II来说，266比233要快，但是工作频率愈快并不代表愈好，因为还要考虑CPU设计的结构。以早期的Pentium 200和Pentium II 166来比较，虽然Pentium II 166工作频率较慢，但是由于CPU设计结构较佳，所以执行效率反而比较好。

Intel与AMD

早期的CPU都是以编号来称呼，例如286、386和486的电脑，指的就是286、386、和486的CPU。 但是到了486以后，生产CPU最大的厂商Intel（英特尔）不再以这种编号方式来称呼，所谓586的CPU叫做「Pentium」，以后的CPU就像产品一样，都会取个特别的名称。 目前我们常听到的CPU名称有两种，一种是Intel（英特尔）生产的「Pentium」系列；另一种则是AMD（超微）生产的「K6」系列。你可能会问，哪一种厂牌比较好呢？这很难下一个定论，因为在不同的硬件和应用软件执行下，两者各有优缺点。不过以价格来说，相同等级的CPU，AMD可是比Intel便宜多了喔！

电脑的大脑

CPU（Central Processing Unit）的中文翻译是「中央处理器」，也有人称它为「微处理器」。 顾名思义，CPU就是电脑的中央核心部分，负责处理各种硬件装置传送进来的资源，经过判断和计算后，再下指令将资料送到正确的装置上执行，所以可说是电脑中的「大脑」。

换CPU可以升级吗?

一般人升级电脑，第一个想法就是换一个CPU，的确，换个CPU是升级电脑的主要方法之一，但是当你更换CPU的时候，要注意所购买的CPU能否安装在原来的主板上。 而CPU能不能安装在主板上，可检查以下两点： 1.Slot One和Socket 7的CPU接脚型式是否相同，如果原先的CPU是AMD厂牌，那就不能购买Intel的CPU来升级，反之亦然。 2.原先主板所提供的「外频」为多少，以Pentium II 300来说，主板的外频要设定为100MHz，如果你的主板最多只能提供66MHz的外频，就不能够使用这种CPU了。 因此，如果你用更换CPU来升级电脑，有时候需要连主板也一起更换，才能够真正达到升级的效果。

什么是MMX?

MMX的全名为「Multimedia Extension」，中文为「多媒体指令」。 Intel在新一代的CPU的设计中，加入了许多支持多媒体的指令，所以如果CPU具有MMX功能，电脑就能有有效地处理多媒体的影音效果，使用者不必再购买其他特殊的功能卡，就能享受到多媒体的效果。 目前不论是Intel的Pentium II系列，或是AMD的K6系列，都有支援MMX的能力，所以MMX已经成为CPU的标准规格了。

Answer 3

Answer 4

这个问题不好回答.非专业人员不好回答.
我也不想去百度找来复制粘贴来哄你.自己去百度找吧.因为我们找的可能和你要求的答案不一样哈.
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