计算机系统硬件中的cpu是指什么

计算机系统硬件中的cpu是指中央处理器,是电子计算机的主要设备之一,电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。电脑中所有操作都由CPU负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。

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一、cpu是什么

中央处理器(CPU),是电子计算机的主要设备之一,电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。中央处理器主要包括两个部分,即控制器、运算器,其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入/输出设备。中央处理器的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。

在计算机体系结构中,CPU 是对计算机的所有硬件资源(如存储器、输入输出单元) 进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作,最终都将通过指令集映射为CPU的操作。中央处理器作为计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU自产生以来,在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。

二、CPU组成

  1. 运算器:计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。处理对象是数据,进行算术运算和逻辑运算。有二进制运算器、十进制运算器、十六进制运算器、定点整数运算器、定点小数运算器、浮点数运算器等。按照数据的性质,有地址运算器和字符运算器等。
  2. 控制器:能够改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。控制器分组合逻辑控制器和微程序控制器。主要由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成。
  3. 寄存器:能够是存储二进制代码,由具有存储功能的触发器组合起来构成。寄存器能够暂存指令数据等处理对象,和内存差不多。一般CPU内部会有20~100个寄存器。

三、CPU功能

  1. 顺序控制:这是指控制程序中指令的执行顺序。程序中的各指令之间是有严格顺序的,必须严格按程序规定的顺序执行,才能保证计算机工作的正确性。
  2. 操作控制:一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。CPU要根据指令的功能,产生相应的操作控制信号,发给相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
  3. 时间控制:时间控制就是对各种操作实施时间上的定时。在一条指令的执行过程中,在什么时间做什么操作均应受到严格的控制。只有这样,计算机才能有条不紊地自动工作。
  4. 数据加工:即对数据进行算术运算和逻辑运算,或进行其他的信息处理。

延伸阅读

cpu安全问题

CPU 蓬勃发展的同时也带来了许多的安全问题。1994 年出现在Pentium处理器上的 FDIV bug(奔腾浮点除错误)会导致浮点数除法出现错误;1997年Pentium处理器上的F00F异常指令可导致CPU死机;2011年Intel处理器可信执行技术(TXT,trusted execution technology)存在缓冲区溢出问题,可被攻击者用于权限提升;2017年 Intel管理引擎(ME,management engine)组件中的漏洞可导致远程非授权的任意代码执行;2018年,Meltdown 和Spectre两个CPU漏洞几乎影响到过去20年制造的每一种计算设备,使得存储在数十亿设备上的隐私信息存在被泄露的风险。这些安全问题严重危害国家网络安全、关键基础设施安全及重要行业的信息安全,已经或者将要造成巨大损失。

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