CPUはコンピュータのハードウェアシステムの中核ですが、何で構成されているのでしょうか？

CPUは「演算器」と「制御器」で構成されています。中央処理装置 (CPU) の中心となる部分はコントローラーと演算装置であり、コンピューター全体の機能を向上させる上で重要な役割を果たしており、レジスター制御、論理演算、信号などの多くの機能の拡散を実現できます。送受信を行うための重要なツールであり、コンピュータのパフォーマンスの優れた基盤となります。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

CPU はコンピュータ ハードウェア システムの中核であり、演算装置とコントローラで構成されます。

中央処理装置 (CPU) は、電子コンピュータの主要なデバイスの 1 つであり、コンピュータの核となるコンポーネントです。その機能は主に、コンピュータの命令を解釈し、コンピュータ ソフトウェアでデータを処理することです。 CPU は、命令を読み取り、デコードし、実行するコンピューターの中核コンポーネントです。

一般に、CPU の構造は、演算ロジック部分、レジスタ部分、制御部分に大別できます。いわゆる算術論理コンポーネントは、主に、シフト演算や論理演算など、関連する論理演算を実行できます。さらに、固定小数点または浮動小数点の算術演算、アドレス演算、変換、その他のコマンドも実行できます。 . 多目的に使える関数演算ユニットです。レジスタ コンポーネントは、命令、データ、アドレスを一時的に保存するために使用されます。制御コンポーネントは主に命令を分析し、対応する制御信号を発行するために使用されます。

中央処理装置の場合、大規模集積回路とみなすことができ、さまざまなデータを処理して処理することが主な役割となります。従来のコンピュータは記憶容量が比較的小さいため、大規模なデータの処理が難しく、処理効果も比較的低かった。我が国の情報技術レベルの急速な発展に伴い、高構成プロセッサコンピュータが登場し、高構成プロセッサは制御センターとして使用され、コンピュータCPUの構造と機能の向上に重要な役割を果たしています。

中央処理装置の中核部分はコントローラと演算装置であり、コンピュータ全体の機能を向上させる上で重要な役割を果たし、レジスタ制御、論理演算、演算処理などの複数の機能を実現できます。信号の送受信が普及し、コンピュータのパフォーマンスを向上させるための良い基盤が築かれました。

集積回路はコンピュータ内の信号を調整する役割を果たし、ユーザーの操作指示に従ってさまざまな指示タスクを実行します。中央処理装置は非常に大規模な集積回路です。下図に示すような演算装置、制御装置、レジスタ等で構成され、各種データの処理・加工が動作の要となります。

#従来のコンピューターは、大規模なデータ セットに直面した場合、ストレージ容量が小さく、動作効率が低くなります。新世代のコンピュータは、制御の中枢として高構成のプロセッサを使用しており、CPU には構造と機能の点で大きな改善の余地があります。中央処理装置は、演算装置と制御装置を主要な装置として使用し、論理演算、レジスタ制御、プログラムのコーディング、信号の送受信など、徐々に多機能に拡張します。これらにより、CPU 制御性能の最適化とアップグレードが高速化されます。

CPU のコア部分

電卓

電卓とはコンピュータを指します。さまざまなタスクを実行する算術論理演算を実行するコンポーネント。算術論理ユニットは中央処理コアの一部です。

(1) 算術論理演算装置 (ALU)。算術論理演算装置とは、複数の算術演算や論理演算を実現できる組み合わせ論理回路を指し、中央処理の重要な部分です。算術論理演算器の演算は主に加算、減算、乗算などの 2 ビット算術演算です。演算プロセス中、算術論理ユニットは主にコンピュータ命令を使用して算術論理演算を実行します。一般的に、ALU は直接読み取りおよび読み取りの役割を果たし、特にプロセッサ コントローラ、メモリ、および入力に反映されます。および出力デバイス、入力と出力はバスに基づいて実装されます。入力コマンドには、オペレーションコードやフォーマットコードなどの命令語が含まれます。

(2) 中間レジスタ (IR)。その長さは 128 ビットで、実際の長さはオペランドによって決まります。 IR は「プッシュ アンド フェッチ」命令で重要な役割を果たします。この命令の実行中に、ACC の内容が IR に送信され、次にオペランドが ACC にフェッチされ、その後 IR の内容がスタックにプッシュされます。

(3) 演算アキュムレータ (ACC)。現在のレジスタは通常、長さが 128 ビットの単一のアキュムレータです。 ACC の場合、可変長アキュムレータとみなすことができます。命令を記述するプロセスでは、ACC 長の表現は一般に ACS の値に基づいており、ACS 長は ACC 長に直接関係します。ACS 長の 2 倍または半分は、ACC 長の 2 倍または半分とみなすこともできます。 。

(4) ディスクリプタレジスタ（DR）。これは主に記述子の保存と変更に使用されます。 DR の長さは 64 ビットであり、データ構造の処理を簡略化するためには、ディスクリプタの使用が重要な役割を果たします。

(5)Bレジスタ。命令の変更に重要な役割を果たします Bレジスタの長さは32ビットです アドレス変更処理時のアドレス変更量を節約できます メインメモリのアドレスはディスクリプタでのみ変更できます記述子は配列内の最初の要素を指すため、配列内の他の要素にアクセスするには修飾子が必要です。配列の場合、同じサイズのデータ​​または要素で構成され、連続的に格納されます。一般的なアクセス方法はベクトル記述子です。ベクトル記述子のアドレスはバイト アドレスであるため、変換プロセス中に、ベース最初にアドレスを追加する必要があります。変換作業は主にハードウェアによって自動的に実行されますが、このプロセスでは配列の境界を超えないよう位置合わせに特別な注意を払う必要があります。

コントローラ

コントローラとは、主回路や制御回路の配線を所定の順序で変更し、回路内の抵抗値を変更して起動を制御するものを指します。速度調整、ブレーキおよびリバースマスターデバイス。コントローラは、プログラムステータスレジスタPSR、システムステータスレジスタSSR、プログラムカウンタPC、命令レジスタなどで構成され、「意思決定機構」としてコマンドを発行し、動作の調整・指令の役割を担うのが主な役割です。コンピュータシステム全体のこと。制御には、組み合わせロジック コントローラーとマイクロプログラム コントローラーの 2 つの主なカテゴリがあり、どちらの部分にも独自の長所と短所があります。このうち、組み合わせ論理コントローラは比較的複雑な構造ですが高速であるという利点があり、マイクロプログラムコントローラは単純な構造ですが、機械命令の機能を変更する場合にはマイクロプログラム全体を書き直す必要があります。

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