Welche Komponenten verarbeiten und verarbeiten Daten?

Die Komponente, die Daten verarbeitet und verarbeitet, ist der „Rechner“. Die Recheneinheit ist eine Verarbeitungsanlage, in der der Computer Daten verarbeitet, um Informationen zu bilden. Sie ist eine Komponente im Computer, die verschiedene arithmetische und logische Operationen ausführt. Ihre Hauptfunktion besteht darin, arithmetische oder logische Operationen an Binärzahlen durchzuführen. Zu den Grundoperationen der Recheneinheit gehören die vier Rechenoperationen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division, logische Operationen wie AND, OR, NOT und XOR sowie Operationen wie Verschiebungen, Vergleiche und Übertragungen auch Arithmetische Logikeinheit (ALU) genannt.

Die Betriebsumgebung dieses Artikels: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die Komponente im Computer, die Daten verarbeitet und verarbeitet, üblicherweise Recheneinheit genannt.

Einführung in die Recheneinheit

Recheneinheit ist eine Verarbeitungsanlage für Computer zur Verarbeitung von Daten zur Bildung von Informationen. Sie ist eine Komponente im Computer, die verschiedene arithmetische und logische Operationen ausführt um arithmetische Operationen mit Binärzahlen oder logischen Operationen durchzuführen. Zu den Grundoperationen der Recheneinheit gehören die vier Rechenoperationen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division, logische Operationen wie AND, OR, NOT und XOR sowie Operationen wie Verschiebungen, Vergleiche und Übertragungen auch Arithmetische Logikeinheit (ALU) genannt.

Die Recheneinheit besteht aus einer arithmetischen Logikeinheit (ALU), einem Akkumulator, einem Statusregister, einer Allzweckregistergruppe usw. Die Grundfunktionen der Arithmetic Logic Unit (ALU) sind die vier Rechenoperationen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division, logische Operationen wie AND, OR, NOT und XOR sowie Operationen wie Shift und Komplement. Bei laufendem Computer werden die Operationen und Operationsarten der Recheneinheiten von der Steuerung bestimmt. Die vom Bediener verarbeiteten Daten stammen aus dem Speicher; die verarbeiteten Ergebnisdaten werden in der Regel an den Speicher zurückgesendet oder im Bediener zwischengespeichert. Zusammen mit der Control Unit bildet es den Kernbestandteil der CPU.

Recheneinheit ist eine Funktionskomponente in einem Computer, die Daten verarbeitet. Die Datenverarbeitung umfasst hauptsächlich arithmetische Operationen an Daten und logische Operationen an logischen Daten. Daher ist die Realisierung arithmetischer und logischer Operationen an Daten die Kernfunktion der Recheneinheit.

Das Verarbeitungsobjekt des Operators

Das Verarbeitungsobjekt des Operators sind Daten, daher haben die Datenlänge und die Computerdatendarstellungsmethode einen großen Einfluss auf die Leistung des Operators. In den 1970er Jahren verwendeten Mikroprozessoren häufig 1, 4, 8 und 16 Binärbits als Grundeinheit für die Datenverarbeitung. Die meisten Allzweckcomputer verwenden 16, 32 oder 64 Bit als Länge der von Recheneinheiten verarbeiteten Daten. Eine Recheneinheit, die alle Bits eines Datums gleichzeitig verarbeiten kann, wird als parallele Recheneinheit bezeichnet. Wenn jeweils nur ein Bit verarbeitet wird, spricht man von einem seriellen Operator. Einige Operatoren können mehrere Bits gleichzeitig verarbeiten (normalerweise 6 oder 8 Bits), und vollständige Daten werden zur Berechnung in mehrere Segmente unterteilt, was als Seriell/Parallel-Operator bezeichnet wird. Operatoren neigen dazu, nur Daten einer Länge zu verarbeiten. Einige können auch Daten unterschiedlicher Länge verarbeiten, z. B. Operationen mit halber Wortlänge, Operationen mit doppelter Wortlänge, Operationen mit vierfacher Wortlänge usw. Einige Datenlängen können während der Operation angegeben werden, die als Operation mit variabler Wortlänge bezeichnet wird.

Je nach verschiedenen Darstellungsmethoden für Daten kann es binäre Operatoren, Dezimaloperatoren, Hexadezimaloperatoren, Festkomma-Ganzzahloperatoren, Festkomma-Dezimaloperatoren, Gleitkommaoperatoren usw. geben. Je nach Art der Daten gibt es Adressoperatoren und Zeichenoperatoren.

Seine Hauptfunktion besteht darin, arithmetische Operationen und logische Operationen durchzuführen.

Leistungsindikatoren

1. Maschinenwortlänge.

Die Maschinenwortlänge bezieht sich auf die Grundanzahl der an der Operation beteiligten Datenbits. Es bestimmt die Anzahl der Register, Operatoren und Datenbusse und wirkt sich somit direkt auf den Preis der Hardware aus. Die Wortlänge gibt die Rechengenauigkeit an. Um Genauigkeit und Kosten zu koordinieren und verschiedenen Anforderungen gerecht zu werden, ermöglichen viele Computer die Berechnung variabler Wortlängen, z. B. halbe Wortlänge, volle Wortlänge, doppelte Wortlänge usw. Da sowohl Zahlen als auch Befehlscodes im Hauptspeicher abgelegt werden, besteht häufig ein entsprechender Zusammenhang zwischen der Wortlänge und der Befehlscodelänge. Die Wortlänge beeinflusst auch die Stärke der Befehlssystemfunktion. Computerwortgrößen variieren zwischen 4, 8, 16, 32 und 64 Bit. Die Maschinenwortlänge kann aus einem oder mehreren Bytes bestehen. Maschinen, die für wissenschaftliche Berechnungen verwendet werden, erfordern eine längere Wortlänge, um die Genauigkeit sicherzustellen; für Maschinen, die für die Datenverarbeitung und industrielle Steuerung verwendet werden, kann eine Wortlänge von 16 oder 32 Bit die Anforderungen erfüllen.

2. Betriebsgeschwindigkeit.

Es ist einer der Hauptindikatoren des Computers. Die Zeit, die Computer für die Durchführung verschiedener Berechnungen und Operationen benötigen, kann unterschiedlich sein. Daher gibt es unterschiedliche Berechnungsmethoden für die Berechnungsgeschwindigkeit. Die Durchschnittsgeschwindigkeit wird im Allgemeinen als die durchschnittliche Anzahl von Anweisungen ausgedrückt, die pro Zeiteinheit ausgeführt werden können. Beispielsweise beträgt die Betriebsgeschwindigkeit eines Computers 1 Million Mal/Sekunde, was bedeutet, dass der Computer durchschnittlich 1 Million Anweisungen in einer Sekunde ausführen kann (d. h. 1MIPS). Manchmal wird die äquivalente Geschwindigkeitsdarstellung mithilfe einer gewichteten Durchschnittsmethode ermittelt (d. h. basierend auf der Ausführungszeit jeder Anweisung und dem Prozentsatz dieser Anweisung an allen Vorgängen berechnet).

(Einführung in Betriebssystemkenntnisse: Windows)

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