Qu'est-ce qui est intégré dans la puce du microprocesseur d'un micro-ordinateur ?

La puce du microprocesseur du micro-ordinateur intègre un contrôleur et une unité arithmétique ; la structure matérielle du système informatique se compose principalement d'un contrôleur, d'une unité arithmétique, d'une mémoire et de dispositifs d'entrée et de sortie, où le contrôleur et l'unité arithmétique sont collectivement appelés. tout comme l’unité centrale de traitement.

L'environnement d'exploitation de cet article : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

Le micro-ordinateur dispose d'un contrôleur et d'une unité arithmétique intégrés sur la puce du microprocesseur.

La structure matérielle d'un système informatique se compose principalement de quatre parties : le contrôleur, l'unité arithmétique, la mémoire et les périphériques d'entrée et de sortie. Parmi eux, le contrôleur et l'unité arithmétique sont collectivement appelés l'unité centrale de traitement. CPU, appelé CPU. Il s'agit du centre de commande du système matériel informatique. Il comprend deux composants : le contrôleur et l'unité arithmétique. La fonction du contrôleur est de contrôler le travail coordonné des différentes parties de l'ordinateur. l'unité arithmétique est responsable des opérations arithmétiques et des opérations logiques de l'ordinateur

(1) Opérateur

1. Unité arithmétique et logique ALU (Unité arithmétique et logique)

. ALU réalise principalement des opérations arithmétiques à virgule fixe (addition, soustraction, multiplication et division) sur des données binaires), des opérations logiques (AND ou NOT XOR) et des opérations de décalage. Dans certains processeurs, il existe des sélecteurs spécialement conçus pour gérer les opérations de décalage.

Habituellement, ALU se compose de deux bornes d'entrée et d'une borne de sortie. Les unités entières sont parfois appelées IEU (Integer Execution Unit). Ce que nous disons habituellement « Le CPU fait XX bits » fait référence au nombre de bits de données que l'ALU peut traiter.

2. Unité à virgule flottante FPU (Unité à virgule flottante)

FPU est principalement responsable des opérations en virgule flottante et des opérations sur les entiers de haute précision. Certains FPU ont également la fonction d'opérations vectorielles, et d'autres disposent d'unités de traitement vectoriel spécialisées.

3. Groupe de registres à usage général

Le groupe de registres à usage général est un ensemble de mémoires les plus rapides utilisées pour stocker les opérandes et les résultats intermédiaires impliqués dans les opérations.

Dans la conception des registres à usage général, RISC est très différent de CISC. Le CISC dispose généralement de très peu de registres, principalement en raison du coût du matériel à l'époque. Par exemple, le jeu d'instructions x86 ne dispose que de 8 registres à usage général. Par conséquent, l'exécution du processeur du CISC passe la plupart de son temps à accéder aux données en mémoire plutôt qu'aux registres. Cela ralentit tout le système. Les systèmes RISC disposent souvent d'un grand nombre de registres à usage général et utilisent des technologies telles que des fenêtres de registre qui se chevauchent et des fichiers de registre pour exploiter pleinement les ressources des registres.

Concernant l'inconvénient que le jeu d'instructions x86 ne prend en charge que 8 registres à usage général, les derniers processeurs Intel et AMD ont adopté une technologie appelée "renommer les registres", qui permet aux registres du processeur x86 de dépasser 8 La limite atteint 32 ou plus. Cependant, par rapport à RISC, le fonctionnement des registres de cette technologie nécessite un cycle d'horloge supplémentaire pour renommer le registre.

4. Registres spéciaux

Les registres spéciaux sont généralement des registres d'état qui ne peuvent pas être modifiés par le programme et sont contrôlés par le CPU lui-même pour indiquer un certain état.

(2) Contrôleur

L'opérateur ne peut effectuer que des opérations, tandis que le contrôleur est utilisé pour contrôler le travail de l'ensemble du processeur.

1. Contrôleur d'instructions

Le contrôleur d'instructions est une partie très importante du contrôleur. Il doit effectuer des opérations telles que la récupération et l'analyse des instructions, puis les transmettre à l'unité d'exécution (ALU). ou FPU) à exécuter, et en même temps former l'adresse de l'instruction suivante.

2. Contrôleur de synchronisation

La fonction du contrôleur de synchronisation est de fournir des signaux de contrôle pour chaque instruction dans une séquence temporelle. Le contrôleur de synchronisation comprend un générateur d'horloge et une unité de définition de multiplication de fréquence. Le générateur d'horloge émet un signal d'impulsion très stable à partir d'un oscillateur à cristal de quartz, qui est la fréquence principale du processeur. L'unité de définition de multiplication de fréquence définit la fréquence principale du processeur. fréquence mémoire (plusieurs fois la fréquence du bus).

3. Contrôleur de bus

Le contrôleur de bus est principalement utilisé pour contrôler les bus internes et externes du CPU, y compris le bus d'adresses, le bus de données, le bus de contrôle, etc.

4. Contrôleur d'interruption

Le contrôleur d'interruption est utilisé pour contrôler diverses demandes d'interruption, les mettre en file d'attente en fonction de leur priorité et les transmettre au CPU pour les traiter une par une.

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