cpu程序状态字包含哪些信息

‘壹’ cpu的性能指标有哪些

CPU的性能指标有工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等参数。

CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的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。

计算机的性能在很大程度上由CPU的性能决定，而CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。而衡量CPU的性能就是工作频率、Cache容量、指令系统和逻辑结构等这些指标了。

(1)cpu程序状态字包含哪些信息扩展阅读：

性能参数：

1、主频：时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，主频越高，CPU处理数据的速度就越快。

2、外频：CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度，绝大部分电脑系统中外频与主板前端总线不是同步速度的，而外频与前端总线频率又很容易被混为一谈。

3、倍频系数：CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。

4、缓存：缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。

‘贰’ 关于单片机 CPU的程序状态字的问题

PSW：程序方好配式字寄存器
第零位：奇偶校验位P（如果累加器A里1的个数是单数，p=1，否则P=0）
第一位：f1用户自定义位1（由用户自行设定）
第二位：OV溢出位（当带符岁袜笑号数的运算结果超过-127~128时或无符号数乎含乘积大于255及除数为0时，OV置

一）
第三位RS0第四位RS1是数据寄存器选择位。
rs0=0,rs1=0时 选择第0组，r0-R7的地址是00H-07H.
rs0=1,rs1=0时 选择第1组，r0-R7的地址是08H-0FH.
rs0=0,rs1=1时 选择第2组，r0-R7的地址是10H-17H.
rs0=1,rs1=1时 选择第3组，r0-R7的地址是18H-1FH.
第五位：AC半进位位。第三位向第四位有进位或借位时置一，常用于十进制调整指令或八进制运算。
第六位：F0用户自定义。
第七位：CY进位标志。由进位或借位时置一。
你的程序中：
mov A.#7FH
ADD A.#47H
结果为A＝C6H＝11000110B
1有4个，双数，所以第零位：P=0；
F0=RS1=RS0=F1=0不变；
相加的过程中，第四位向第五位有进位。所以AC=1；
第七位：CY无溢出，所以为0

‘叁’ CPU的状态属于程序状态字PSW的一位，这里的PSW是什么意思

PSW即程序拍纤状态字，Program
Status
Word
程序状态寄存器PSW是计算机系统的核心部件——控制器的一部分，PSW用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息，如有无进位（CF位），有无溢出（OF位），结果正负（SF位）拿贺睁，结果是否为零（ZF位），奇偶标志位消岁（PF位）等；另一类是存放控制信息，如允许中断(IF位)，跟踪标志（TF位）等。有些机器中将PSW称为标志寄存器FR（Flag
Register）。

‘肆’ cpu的性能与哪些因素有关,各自什么含义

CPU的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标包括主频、外频、以及缓存大小。

主频

主频也叫时钟慧春码频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，主频越高，CPU处理数据的速度就越快。

CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系。所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡森滚的速度。

外频

外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。

缓存

缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小前哪对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。

实际工作时，CPU往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升CPU内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于CPU芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。

(4)cpu程序状态字包含哪些信息扩展阅读：

工作过程：

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。

指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。

参考资料来源：CPU-网络

‘伍’ CPU上的各种数据的含义

主频：主频也叫时钟频率，单位是兆赫（MHz）或千兆赫（GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。通常，主频越高，CPU处理数据的速度就越快。

外频：外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。通俗地说，在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频（当然一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的）相信这点是很好理解的。

总线频率：前端总线（FSB)是将CPU连接到北桥芯片的总线。前端总线（FSB）频率（即总线频率）是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。有一条公式可以计算，即数据带宽=（总线频率×数据位宽）/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。

倍频系数：倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。

缓存：缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。

(5)cpu程序状态字包含哪些信息扩展阅读：

CPU的主频=外频×倍频系数。主频和实际的运算速度存在一定的关系，但并不是一个简单的线性关系。所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中，也可以看到这样的例子：

1 GHz Itanium芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz至强（Xeon）/Opteron一样快，或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4 GHz Xeon/Opteron一样快。CPU的运算速度还要看CPU的流水线、总线等各方面的性能指标。

‘陆’ CPU的基础知识大全

中央处理器(CPU)其实是一块超大规模的集成电路，用显微镜观察一平方毫米的地方都有超密集的电路集成。是一台电脑的运算核心和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理各种软件数据。下面就让我带你去看看关于CPU 的基础 知识大全 吧，希望能帮助到大家!

CPU 的基础知识

CPU是计算机的大脑。

1、程序的运行过程，实际上是程序涉及到的、未涉及到的一大堆的指令的执行过程。

当程序要执行的部分被装载到内存后，CPU要从内存中取出指令，然后指令解码(以便知道类型和操作数，简单的理解为CPU要知道这是什么指令)，然后执行该指令。再然后取下一个指令、解码、执行，以此类推直到程序退出。

2、这个取指、解码、执行三个过程构成一个CPU的基本周期。

3、每个CPU都有一套自己可以执行的专门的指令集(注意，这部分指令是CPU提供的，CPU-Z软件可查看)。

正是因为不同CPU架构的指令集不同，使得x86处理器不能执行ARM程序，ARM程序也不能执行x86程序。(Intel和AMD都使用x86指令集，手机绝大多数使用ARM指令集)。

注：指令集的软硬件层次之分：硬件指令集是硬件层次上由CPU自身提供的可执行的指令集合。软件指令集是指语言程序库所提供的指令，只要安装了该语言的程序库，指令就可以执行。

4、由于CPU访问内存以得到指令或数据的时间要比执行指令花费的时间长很多，因此在CPU内部提供了一些用来保存关键变量、临时数据等信息的通用寄存器。

所以，CPU需要提供 一些特定的指令，使得可以从内存中读取数据存入寄存器以及可以将寄存器数据存入内存。

此外还需要提供加法、减、not/and/or等基本运算指令，而乘除法运算都是推算出来的(支持的基本运算指令参见ALU Functions)，所以乘除法的速度要慢的多。这也是算法里在考虑时间复杂度时常常忽略加减法次数带来的影响，而考虑乘除法的次数的原因。

5、除了通用寄存器，还有一些特殊的寄存器。典型的如：

PC：program counter，表示程序计数器，它保存了将要取出的下一条指令的内存地址，指令取出后，就会更新该寄存器指向下一条指令。

堆栈指针：指向内存当前栈的顶端，包含了每个函数执行过程的栈帧，该栈帧中保存了该函数相关的输入参数、局部变量、以及一些没有保存在寄存器中的临时变量。

PSW：program status word，表示程序状态字，这个寄存器内保存了一些控制位，比如CPU的优先级、CPU的工作模式(用户态还是内核态模式)等。

6、在CPU进行进程切换的时候，需要将寄存器中和当前进程有关的状态数据写入内存对应的位置(内核中该进程的栈空间)保存起来，当切换回该进程时，需要从内存中拷贝回寄存器中。即上下文切换时，需要保护现场和恢复现场。

7、为了改善性能，CPU已经不是单条取指-->解码-->执行的路线，而是分别为这3个过程分别提供独立的取值单元，解码单元以及执行单元。这样就形成了流水线模式。

例如，流水线的最后一个单元——执行单元正在执行第n条指令，而前一个单元可以对第n+1条指令进行解码，再前一个单元即取指单元可以去读取第n+2条指令。这是三阶段的流水线，还可能会有更长的流水线模式。

8、更优化的CPU架构是superscalar架构(超标量架构)。这种架构将取指、解码、执行单元分开，有大量的执行单元，然后每个取指+解码的部分都以并行的方式运行。比如有2个取指+解码的并行工作线路，每个工作线路都将解码后的指令放入一个缓存缓冲区等待执行单元去取出执行。

9、除了嵌入式系统，多数CPU都有两种工作模式：内核态和用户态。这两种工作模式是由PSW寄存器上的一个二进制位来控制的。

10、内核态的CPU，可以执行指令集中的所有指令，并使用硬件的所有功能。

11、用户态的CPU，只允许执行指令集中的部分指令。一般而言，IO相关和把内存保护相关的所有执行在用户态下都是被禁止的，此外 其它 一些特权指令也是被禁止的，比如用户态下不能将PSW的模式设置控制位设置成内核态。

12、用户态CPU想要执行特权操作，需要发起系统调用来请求内核帮忙完成对应的操作。其实是在发起系统调用后，CPU会执行trap指令陷入(trap)到内核。当特权操作完成后，需要执行一个指令让CPU返回到用户态。

13、除了系统调用会陷入内核，更多的是硬件会引起trap行为陷入内核，使得CPU控制权可以回到 操作系统 ，以便操作系统去决定如何处理硬件异常。

关于CPU的基本组成

1、CPU是用来运算的(加法运算+、乘法运算__、逻辑运算and not or等)，例如c=a+b。

2、运算操作涉及到数据输入(input)、处理、数据输出(output)，a和b是输入数据，加法运算是处理，c是输出数据。

3、CPU需要使用一个叫做存储器(也就是各种寄存器)的东西保存输入和输出数据。以下是几种常见的寄存器(前文也介绍了一些)

MAR: memory address register，保存将要被访问数据在内存中哪个地址处，保存的是地址值

MDR: memory data register，保存从内存读取进来的数据或将要写入内存的数据，保存的是数据值

AC: Accumulator，保存算术运算和逻辑运算的中间结果，保存的是数据值

PC: Program Counter，保存下一个将要被执行指令的地址，保存的是地址值

CIR: current instruction register，保存当前正在执行的指令

4、CPU还要将一些常用的基本运算工具(如加法器)放进CPU，这部分负责运算，称为算术逻辑单元(ALU, Arithmetic Logic Unit)。

5、CPU中还有一个控制器(CU, Control Unit)，负责将存储器中的数据送到ALU中去做运算，并将运算后的结果存回到存储器中。

控制器还包含了一些控制信号。

5、控制器之所以知道数据放哪里、做什么运算(比如是做加法还是逻辑运算?)都是由指令告诉控制器的，每个指令对应一个基本操作，比如加法运算对应一个指令。

6、例如，将两个MDR寄存器(保存了来自内存的两个数据)中的值拷贝到ALU中，然后根据指定的操作指令执行加法运算，将运算结果拷贝会一个MDR寄存器中，最后写入到内存。

7、这就是冯诺依曼结构图，也就是现在计算机的结构图。

关于CPU的多核和多线程

1、CPU的物理个数由主板上的插槽数量决定，每个CPU可以有多核心，每核心可能会有多线程。

2、多核CPU的每核(每核都是一个小芯片)，在OS看来都是一个独立的CPU。

3、对于超线程CPU来说，每核CPU可以有多个线程(数量是两个，比如1核双线程，2核4线程，4核8线程)，每个线程都是一个虚拟的逻辑CPU(比如windows下是以逻辑处理器的名称称呼的)，而每个线程在OS看来也是独立的CPU。

这是欺骗操作系统的行为，在物理上仍然只有1核，只不过在超线程CPU的角度上看，它认为它的超线程会加速程序的运行。

4、要发挥超线程优势，需要操作系统对超线程有专门的优化。

5、多线程的CPU在能力上，比非多线程的CPU核心要更强，但每个线程不足以与独立的CPU核心能力相比较。

6、每核上的多线程CPU都共享该核的CPU资源。

例如，假设每核CPU都只有一个"发动机"资源，那么线程1这个虚拟CPU使用了这个"发动机"后，线程2就没法使用，只能等待。

所以，超线程技术的主要目的是为了增加流水线(参见前文对流水线的解释)上更多个独立的指令，这样线程1和线程2在流水线上就尽量不会争抢该核CPU资源。所以，超线程技术利用了superscalar(超标量)架构的优点。

7、多线程意味着每核可以有多个线程的状态。比如某核的线程1空闲，线程2运行。

8、多线程没有提供真正意义上的并行处理，每核CPU在某一时刻仍然只能运行一个进程，因为线程1和线程2是共享某核CPU资源的。可以简单的认为每核CPU在独立执行进程的能力上，有一个资源是唯一的，线程1获取了该资源，线程2就没法获取。

但是，线程1和线程2在很多方面上是可以并行执行的。比如可以并行取指、并行解码、并行执行指令等。所以虽然单核在同一时间只能执行一个进程，但线程1和线程2可以互相帮助，加速进程的执行。

并且，如果线程1在某一时刻获取了该核执行进程的能力，假设此刻该进程发出了IO请求，于是线程1掌握的执行进程的能力，就可以被线程2获取，即切换到线程2。这是在执行线程间的切换，是非常轻量级的。(WIKI: if resources for one process are not available, then another process can continue if its resources are available)

9、多线程可能会出现一种现象：假如2核4线程CPU，有两个进程要被调度，那么只有两个线程会处于运行状态，如果这两个线程是在同一核上，则另一核完全空转，处于浪费状态。更期望的结果是每核上都有一个CPU分别调度这两个进程。

关于CPU上的高速缓存

1、最高速的缓存是CPU的寄存器，它们和CPU的材料相同，最靠近CPU或最接近CPU，访问它们没有时延(<1ns)。但容量很小，小于1kb。

32bit：32__32比特=128字节

64bit：64__64比特=512字节

2、寄存器之下，是CPU的高速缓存。分为L1缓存、L2缓存、L3缓存，每层速度按数量级递减、容量也越来越大。

3、每核心都有一个自己的L1缓存。L1缓存分两种：L1指令缓存(L1-icache)和L1数据缓存(L1-dcache)。L1指令缓存用来存放已解码指令，L1数据缓存用来放访问非常频繁的数据。

4、L2缓存用来存放近期使用过的内存数据。更严格地说，存放的是很可能将来会被CPU使用的数据。

5、多数多核CPU的各核都各自拥有一个L2缓存，但也有多核共享L2缓存的设计。无论如何，L1是各核私有的(但对某核内的多线程是共享的)。

史上最通俗易懂的CPU知识!

cpu

CPU知识科普

CPU有几个重要的参数：主频、核心、线程、缓存、架构。那么他们到底是什么意思，又有啥联系呢?以下知识通俗易懂，看完秒懂。

一、主频

我们常在CPU的参数里看到3.0GHz、3.7GHz等就是CPU的主频，严谨的说他是CPU内核的时钟频率，但是我们也可以直接理解为运算速度。

举个有趣的例子：CPU的主频相当于我们胳膊的肌肉(力量)，主频越高，力量越大。

主频

二、核心

我们更多听到的是，这个CPU是几核几核的，如2核、4核、6核、8核、16核等等。

这个核心可以理解为我们人类的胳膊，2核就是两条胳膊，4核就是4条胳膊，6核就是6条胳膊。

核心

三、线程

光有胳膊(核心)和肌肉(频率)是干不了活的，还必须要有手(线程)才行。

一般来说，单核配单线程、双核配双线程或者双核四线程、四核八线程等等，就相当于一条胳膊长一只手。后来由于技术越来越厉害，造出了一条胳膊长两只手的情况，这样干活的效率就大大的提高了。

四、架构

现在胳膊有了，肌肉有了，手也有了，就差一个工具就可以干活了，这个工具就是CPU的架构，架构对性能的影响巨大。

新老架构区别很大

所以说有句话叫“抛开架构看核心、频率都是耍流氓!”这就是为啥以前AMD的CPU虽然核心数量和频率都比同时期的英特尔高，但是依然流传着“i3战A8，i5秒全家、i7轰成渣”这样的说法了。

这个时候可能有的人不理解了，怎么看架构呢?这个其实不用担心，因为一般来说，每一代CPU的架构都是一样的，比如i3-8100、i5-8500、i7-8700都是8代的CPU，使用的架构也是一样的，现在官方店在售的也都是最新款，因此架构主要看最一代处理器就够了。

五、缓存

缓存也是CPU里一项很重要的参数。由于CPU的运算速度特别快，在内存条的读写忙不过来的时候，CPU就可以把这部分数据存入缓存中，以此来缓解CPU的运算速度与内存条读写速度不匹配的矛盾，所以缓存是越大越好。

参数就算是说完了。既然开头就说了“CPU也跟人脑一样，术业有专攻。”那接下来就分析一波，什么样的U适合干什么样的工作。

需求：游戏

由于游戏运行需要的是粗暴直接的计算工作，所以主频高的CPU会更有优势。

这就好比我的工作是要搬个砖，肌肉强点，力气大才是硬性需求。就算我有8条胳膊16只手，看起来张牙舞爪的很厉害，但是我搬砖的时候根本用不到，而且这些胳膊大多力气又小，所以效果并不会很好。

所以，有游戏需求的玩家可以选择主频高点的CPU，核心和线程数少一点无所谓。(当然不能太少，至少双核四线程起步吧，如今主流都是4核4线程就差不多了)

适合游戏的高主频CPU

整体来说，英特尔i3、i5、i7和锐龙2代的CPU主频都挺高的，很适合玩游戏。英特尔后面带“K”的CPU不仅主频更高，而且是支持超频的(需要用Z系或X系主板)。新出的AMD锐龙2代CPU主频也很高，而且性价比也还不错。

需求：图形渲染等专业工作需求

对于需要进行大量并行运算的图形渲染来说，多核心多线程同时工作能比单核心高主频的傻大粗节省大量的时间。

绿巨人虽然搬砖能力出众，但是如果让他去完成一幅复杂的拼图，速度自然是比那种有多条胳膊和多只手同时工作的小机灵慢了不少。

绿巨人有力使不出啊

适合图形渲染和视频制作的CPU(多核、大缓存、性能强)：

图形渲染 多核多线程CPU

此外，还有AMD二代锐龙R5 2600X、R7 2700/2700X以及Intel八代酷睿i7 8700/K等都很适合。

需求：日常家用，偶尔玩LOL、DNF等

这一类的用户平时就是看看网页，看看视频、看文档、玩玩LOL、DNF等游戏。

这类用户可以选择自带核显的CPU，如英特尔600块的奔腾G5500，或者800元的i3-8100。这类CPU的自带的HD630核显完全可以轻松解码4K视频以及流畅运行LOL、DNF这类游戏，省下的钱买块固态硬盘，加条内存岂不是美滋滋。

注：使用核显请尽量组双通道内存条，以提升核显性能。预算有限可以上2条4GB组建8GB双通道，预算充裕直接上2条8GB组16GB双通道大内存。

总结 ：

1.游戏用户选择高主频的CPU，4核4线程差不多就够用了。如i3 8100/i5 8400等，此外英特尔i3-8350K、i5-8600K(这种带K的CPU还可以通过超频来达到更高的频率，不过要搭配较贵的Z370系主板使用);AMD锐龙二代CPU也很不错，建议购买后缀带X的如，锐龙R5 2600X，虽然本身性价比并不突出，但是好在可以搭配AMD平台较便宜的B350主板进行超频。

2.对于需要做图形渲染工作的用户来说，多核心多线程的CPU是最优的选择。AMD多核心多线程的锐龙系列性价比非常的高。

3.普通用户，如果没有大型游戏需求，英特尔的i3-8100绝对是最有性价比的选择。首先是4核4线程3.6GHz，性能足够用，而且自带的核显性能也不俗，还能省下买显卡的钱。

4.选择CPU的时候，一定要询问店家是不是支持自己的主板。有时候虽然接口针脚数量是一样的，但是可能并不兼容。(英特尔，别左右瞎看了，说的就是你)

那些关于CPU的知识，你真的懂了吗?

关于cpu和程序的执行

CPU是计算机的大脑。

1、程序的运行过程，实际上是程序涉及到的、未涉及到的一大堆的指令的执行过程。

当程序要执行的部分被装载到内存后，CPU要从内存中取出指令，然后指令解码(以便知道类型和操作数，简单的理解为CPU要知道这是什么指令)，然后执行该指令。再然后取下一个指令、解码、执行，以此类推直到程序退出。

2、这个取指、解码、执行三个过程构成一个CPU的基本周期。

3、每个CPU都有一套自己可以执行的专门的指令集(注意，这部分指令是CPU提供的，CPU-Z软件可查看)。

正是因为不同CPU架构的指令集不同，使得x86处理器不能执行ARM程序，ARM程序也不能执行x86程序。(Intel和AMD都使用x86指令集，手机绝大多数使用ARM指令集)。

注：指令集的软硬件层次之分：硬件指令集是硬件层次上由CPU自身提供的可执行的指令集合。软件指令集是指语言程序库所提供的指令，只要安装了该语言的程序库，指令就可以执行。

4、由于CPU访问内存以得到指令或数据的时间要比执行指令花费的时间长很多，因此在CPU内部提供了一些用来保存关键变量、临时数据等信息的通用寄存器。

所以，CPU需要提供 一些特定的指令，使得可以从内存中读取数据存入寄存器以及可以将寄存器数据存入内存。

此外还需要提供加法、减、not/and/or等基本运算指令，而乘除法运算都是推算出来的(支持的基本运算指令参见ALU Functions)，所以乘除法的速度要慢的多。这也是算法里在考虑时间复杂度时常常忽略加减法次数带来的影响，而考虑乘除法的次数的原因。

5、除了通用寄存器，还有一些特殊的寄存器。典型的如：

PC：program counter，表示程序计数器，它保存了将要取出的下一条指令的内存地址，指令取出后，就会更新该寄存器指向下一条指令。

堆栈指针：指向内存当前栈的顶端，包含了每个函数执行过程的栈帧，该栈帧中保存了该函数相关的输入参数、局部变量、以及一些没有保存在寄存器中的临时变量。

PSW：program status word，表示程序状态字，这个寄存器内保存了一些控制位，比如CPU的优先级、CPU的工作模式(用户态还是内核态模式)等。

6、在CPU进行进程切换的时候，需要将寄存器中和当前进程有关的状态数据写入内存对应的位置(内核中该进程的栈空间)保存起来，当切换回该进程时，需要从内存中拷贝回寄存器中。即上下文切换时，需要保护现场和恢复现场。

7、为了改善性能，CPU已经不是单条取指-->解码-->执行的路线，而是分别为这3个过程分别提供独立的取值单元，解码单元以及执行单元。这样就形成了流水线模式。

例如，流水线的最后一个单元——执行单元正在执行第n条指令，而前一个单元可以对第n+1条指令进行解码，再前一个单元即取指单元可以去读取第n+2条指令。这是三阶段的流水线，还可能会有更长的流水线模式。

8、更优化的CPU架构是superscalar架构(超标量架构)。这种架构将取指、解码、执行单元分开，有大量的执行单元，然后每个取指+解码的部分都以并行的方式运行。比如有2个取指+解码的并行工作线路，每个工作线路都将解码后的指令放入一个缓存缓冲区等待执行单元去取出执行。

9、除了嵌入式系统，多数CPU都有两种工作模式：内核态和用户态。这两种工作模式是由PSW寄存器上的一个二进制位来控制的。

10、内核态的CPU，可以执行指令集中的所有指令，并使用硬件的所有功能。

11、用户态的CPU，只允许执行指令集中的部分指令。一般而言，IO相关和把内存保护相关的所有执行在用户态下都是被禁止的，此外其它一些特权指令也是被禁止的，比如用户态下不能将PSW的模式设置控制位设置成内核态。

12、用户态CPU想要执行特权操作，需要发起系统调用来请求内核帮忙完成对应的操作。其实是在发起系统调用后，CPU会执行trap指令陷入(trap)到内核。当特权操作完成后，需要执行一个指令让CPU返回到用户态。

13、除了系统调用会陷入内核，更多的是硬件会引起trap行为陷入内核，使得CPU控制权可以回到操作系统，以便操作系统去决定如何处理硬件异常。

关于CPU的基本组成

1、CPU是用来运算的(加法运算+、乘法运算__、逻辑运算and not or等)，例如c=a+b。

2、运算操作涉及到数据输入(input)、处理、数据输出(output)，a和b是输入数据，加法运算是处理，c是输出数据。

3、CPU需要使用一个叫做存储器(也就是各种寄存器)的东西保存输入和输出数据。以下是几种常见的寄存器(前文也介绍了一些)

MAR: memory address register，保存将要被访问数据在内存中哪个地址处，保存的是地址值

MDR: memory data register，保存从内存读取进来的数据或将要写入内存的数据，保存的是数据值

AC: Accumulator，保存算术运算和逻辑运算的中间结果，保存的是数据值

PC: Program Counter，保存下一个将要被执行指令的地址，保存的是地址值

CIR: current instruction register，保存当前正在执行的指令

4、CPU还要将一些常用的基本运算工具(如加法器)放进CPU，这部分负责运算，称为算术逻辑单元(ALU, Arithmetic Logic Unit)。

5、CPU中还有一个控制器(CU, Control Unit)，负责将存储器中的数据送到ALU中去做运算，并将运算后的结果存回到存储器中。

控制器还包含了一些控制信号。

5、控制器之所以知道数据放哪里、做什么运算(比如是做加法还是逻辑运算?)都是由指令告诉控制器的，每个指令对应一个基本操作，比如加法运算对应一个指令。

6、例如，将两个MDR寄存器(保存了来自内存的两个数据)中的值拷贝到ALU中，然后根据指定的操作指令执行加法运算，将运算结果拷贝会一个MDR寄存器中，最后写入到内存。

7、这就是冯诺依曼结构图，也就是现在计算机的结构图。

关于CPU的多线和多进程

1、CPU的物理个数由主板上的插槽数量决定，每个CPU可以有多核心，每核心可能会有多线程。

2、多核CPU的每核(每核都是一个小芯片)，在OS看来都是一个独立的CPU。

3、对于超线程CPU来说，每核CPU可以有多个线程(数量是两个，比如1核双线程，2核4线程，4核8线程)，每个线程都是一个虚拟的逻辑CPU(比如windows下是以逻辑处理器的名称称呼的)，而每个线程在OS看来也是独立的CPU。

这是欺骗操作系统的行为，在物理上仍然只有1核，只不过在超线程CPU的角度上看，它认为它的超线程会加速程序的运行。

4、要发挥超线程优势，需要操作系统对超线程有专门的优化。

5、多线程的CPU在能力上，比非多线程的CPU核心要更强，但每个线程不足以与独立的CPU核心能力相比较。

6、每核上的多线程CPU都共享该核的CPU资源。

例如，假设每核CPU都只有一个"发动机"资源，那么线程1这个虚拟CPU使用了这个"发动机"后，线程2就没法使用，只能等待。

所以，超线程技术的主要目的是为了增加流水线(参见前文对流水线的解释)上更多个独立的指令，这样线程1和线程2在流水线上就尽量不会争抢该核CPU资源。所以，超线程技术利用了superscalar(超标量)架构的优点。

7、多线程意味着每核可以有多个线程的状态。比如某核的线程1空闲，线程2运行。

8、多线程没有提供真正意义上的并行处理，每核CPU在某一时刻仍然只能运行一个进程，因为线程1和线程2是共享某核CPU资源的。可以简单的认为每核CPU在独立执行进程的能力上，有一个资源是唯一的，线程1获取了该资源，线程2就没法获取。

但是，线程1和线程2在很多方面上是可以并行执行的。比如可以并行取指、并行解码、并行执行指令等。所以虽然单核在同一时间只能执行一个进程，但线程1和线程2可以互相帮助，加速进程的执行。

并且，如果线程1在某一时刻获取了该核执行进程的能力，假设此刻该进程发出了IO请求，于是线程1掌握的执行进程的能力，就可以被线程2获取，即切换到线程2。这是在执行线程间的切换，是非常轻量级的。(WIKI: if resources for one process are not available, then another process can continue if its resources are available)

9、多线程可能会出现一种现象：假如2核4线程CPU，有两个进程要被调度，那么只有两个线程会处于运行状态，如果这两个线程是在同一核上，则另一核完全空转，处于浪费状态。更期望的结果是每核上都有一个CPU分别调度这两个进程。

关于CPU上的高速缓存

1、最高速的缓存是CPU的寄存器，它们和CPU的材料相同，最靠近CPU或最接近CPU，访问它们没有时延(<1ns)。但容量很小，小于1kb。

32bit：32__32比特=128字节

64bit：64__64比特=512字节

2、寄存器之下，是CPU的高速缓存。分为L1缓存、L2缓存、L3缓存，每层速度按数量级递减、容量也越来越大。

3、每核心都有一个自己的L1缓存。L1缓存分两种：L1指令缓存(L1-icache)和L1数据缓存(L1-dcache)。L1指令缓存用来存放已解码指令，L1数据缓存用来放访问非常频繁的数据。

4、L2缓存用来存放近期使用过的内存数据。更严格地说，存放的是很可能将来会被CPU使用的数据。

5、多数多核CPU的各核都各自拥有一个L2缓存，但也有多核共享L2缓存的设计。无论如何，L1是各核私有的(但对某核内的多线程是共享的)。

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‘柒’ CPU包含哪些部件，各个组成部件的功能是什么

1、控制器

CPU的控制器包括用电信号指挥整个电脑系统的执行及储存程序命令的蔽旦电子线路。像一个管弦乐队的指挥者，控制器不执行程序命令，而是指挥系统的其它部分做这些工作。控制器必须与算术逻辑单元和内存都有紧密的合作与联系。

2、指令译码器

指令译码器为CPU翻译指令，然后这些指令才能够被执行。

3、程序计数器

程序计数器是一个特别的门插销。当有新的指令送入PC时，PC会被加1。因此它按照顺序通过CPU必须执行的任务。然而，也有一些指令能够让CPU不按顺序执行指令，而是跳跃到另-些指令。

4、算术逻辑单元

算术逻辑单元包含执行所有算术/逻辑操作的电子线路。算术逻辑单元能够执宏山扰行四种算术操作(数学计算):加、减、乘、除

算术逻辑单元也能执行逻辑操作。一个逻辑操作通常是一个 对照。它能够对比数字、字母或特殊文字。电脑就可以根据对比结果采取行动。

5、寄存器

寄存器是位于CPU内部的特殊存储单元。存储在这里的数据的存取比存储在其它内存单元(如: RAM、ROM)的数据的存取要快。

CPU内不同部分的寄存器有不同的功能。在控制器中，寄存器用来存储电脑唯亏当前的指令和操作数。同时，ALU中的寄存器被叫做累加器，用来储存算术或逻辑操作的结果。

‘捌’ cpu通常是指什么

1、cpu通常是指控制器和运算器。
2、
3、中央处理器（CentralProcessingUnit），简称CPU，是1971年推出的一个计算机的运算核心和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单颂碰告元。CPU包含运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等，并具有处吵袭理指令、执行操作、控制时间、处理数据等功能。其自产生以来，在逻辑结构、运行效率以及功能外延上取得了巨大发展。
4、
5、CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指野明令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。
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‘玖’ cpu上的信息代表什么意思

辨别Intel CPU： S-Spec编码最关键

① 处理器系列名称

② OPN码查询CPU详细信息的重要代码。通过它可以查询到这款CPU的主频、针脚、二级缓存、前端总线、核心数等必须的重要信息。CPU针脚数查询网站(注意编码零=哦)http://procts.amd.com/en-us/DesktopCPUResult.aspx

③ 生产工作周（例如 1044 为2010年第44工作周生产的产品）

④ 序列号

⑤ 二维码

⑥ AMD公司商标（AMD及箭头标识）以及版权登记日

⑦ 处理器制造地 （DIFFUSED IN GERMANY MADE IN MALAYSIA的意思是由AMD德国工厂进行核心晶圆芯片生产，然后交由马来西亚的封装工厂进行测试，封让明装，出厂，发往全球各地消费市场）

注意：AM3都是938针的，AM2都是940针的，AM3的CPU可以用在AM2、AM3的主板上

‘拾’ cpu各参数的含义

首先是处理器（Processor）框内的信息：

1、名称（Name）：代表CPU的名字，比如E2140，Q6600之类。

2、代号（CodeName）：代表CPU核心架构的代号，不同扒首核心的cpu性能差距很大。比如SmithField和Presler核心的奔腾D，同频率的性能远不如conroe核心的酷睿2，实际上1.6G的酷睿2性能大约相当于3G的奔腾D。目前的主流桌面雹基级cpu就是amd的k10和intel的conroe（这俩都是架构，对应多个核心），相对来说conroe架构的性能更强劲一些，不过k10差的也不是很明显，都是好东西，再也没有奔腾D时代那种比较垃圾的架构了。

3、封装（Package）：即用绝缘的材料将cpu内核和其他原件一块打包的技术。封装技术对CPU来说很重要，但是对购买cpu的人来说没必要在意，都是很成熟的技术，没啥问题。

4、工艺（Technology）：就是通常所指的65nm，45nm等等。工艺越先进就是指这里的数字越小，然后对CPU而言，相同面积上可集成的晶体管数目就越多，CPU体积就越小，可以更好的控制成本，而且工艺越高，CPU的功耗和发热量就越小，可超频性就越强。买CPU的时候当然是工艺越高越好，功耗低，散热小，好超频！

5、核心电压（Core Voltage）：核心电压是一个很重要的参数，尤其是对超频来说。一般的核心电压越低，越容易超频。因为核心电压低了，可提升的余地就大，功耗就低，发热量就小，有利于超频玩。所以高手选CPU的时候很注重修订（下面介绍），CPU不同的修订代表了不同的品质，一些就体现在核心电压这块，苛刻的玩家甚至只买生产日期是哪一年那一周的那一批次的产品。

6、规格（Specification）：就是对CPU的描述，没啥意思。

7、系列（Family）、扩展系列（Ext.Family）、型号（Model）、扩展型号（Ext.Model）：应该是CPU厂商对CPU的定义，该CPU属于那一系列哪一个型号。对一般人没用。

8、步进（Stepping）、修订（Reversion）：代表了CPU厂商对该CPU的的改进信息，类似我们开发程序时候的版本号。随着CPU厂商对CPU的改进，步进和修订都会增加，这些改进包括了核心电压、功耗、发热量、稳定性、超频性、支持指令集等各方面。一般较新的步进的CPU都比老的好一些，但世事无绝对，可能之前步进的CPU超频性更好一些呢，这也说不准。这个参数还是比较重要地，买CPU的时候尽量选择步进新的，毕竟CPU厂不会将它越改越烂。

以上就是处理器（Processor）框内的信息,买到一个CPU后，可对比这些信息，瞅瞅这个CPU是不是真滴，也可看看CPU是否自己中意的那个修订版的。

然后是时钟（Clock）框内的信息，如果是多核心CPU,可在下面选核心，这里显示核心的时钟状态。

1、核心速度（Core Speed）：就是主频，谁都知道啥意思，算是CPU最重要的性能参数吧。越高越好，超频后也可在这里体现出来。计算方法是主频 = 外频 * 倍频。

2、倍频（Multiplier）：就是主频与外频的比例。当一个CPU主频相对较低，制作工艺较高，倍频也较高，这意味着这个CPU超频比较厉害，比如赛扬系列。大多数CPU的倍频是不允许修改的。但现在的AMD出了不少黑盒版CPU，黑盒版意味着CPU的倍频是可以修改的，这就更容易超频了。此外intel的高端至尊系列好像外频也是不锁的。

3、总线速度（Bus Speed）：其实就是外频吧。同主频的情况下，外频越高（倍频不同）性能也就越高。

4、前端总线（FSB）：前端总线就是连接CPU跟北桥芯片的源此谨总线，这个频率当然是越高越好，但前提是主板支持。对Intel的CPU来说，前端总线连接了CPU跟内存控制器（北桥内），CPU操作内存通过内存控制器进行，所以带宽不够的话，会发挥不出CPU的性能。对AMD的U来说，这里显示的是HT Link之类的字符，HT即Hyper Transport，是AMD特有的技术，AMD的CPU因为把内存控制器集成到了CPU内部，所以操作内存不需要通过北桥也就没前端总线这一说。

对Intel的CPU来说，一般外频 * 2 = 内存频率，内存频率 * 2 = 前端总线频率，这是因为他们被设置工作在同步状态下，所以超频的时候，不仅CPU外频，同步超的有内存的频率，前端总线的频率。当然也可以设置他们工作在异步的状态，不过据说这时候超频容易失败。

AMD的CPU来说，其HT的带宽很高，据说HT在800M的状态下，就抵得上FSB1600M。现在HT速率都在1000M以及以上。可见其先进性，但是Intel却没用这个技术。

最后是缓存（Cache）框信息：

1、L1数据（L1 data）：代表一级数据缓存。这里Intel的U和AMD的U又有所不同，一般的Intel的U这个数据一般比较小，AMD的一般比较大一些。这是因为现代（之前的不管了）Intel的L1缓存里存放的是“目录”而不是实际的数据，实际的数据存放在L2中，CPU取数据的时候首先到L1中取的数据在L2中的地址，然后从L2中取得数据。而AMD的L1存放的就是实际的数据了。

2、L1跟踪（L1 Trace）：L1 Trace这个名字是对Intel的CPU而言的，AMD的CPU这里显示的应该是L1 Code之类的字符。这个地方代表的意义是L1 指令缓存的大小。

3、L2缓存（L2 Cache）：这里代表L2缓存的大小。对L2 缓存来说，据说，0-256k范围内的数据命中率（就是说CPU要用到的数据恰好在0-256k范围内）超过90%，超过256k的部分命中率为10%左右。所以，128k的赛扬明显感到比512k的笨四慢，但是L2都超过512k之后，速度就感觉不出明显的差别了。

4、L3（三级缓存）：最新的CPU都有三级缓存了，这个缓存自然是越大越好。为啥缓存越做越大呢？据有的资料上说，这是因为要解决什么什么延迟的问题，挺复杂。反正对CPU来说是越大越好的。

对于Intel和AMD的CPU来说不能单纯的比较他们二级缓存的大小来评价性能高低，因为他们的一级缓存存的东西不一样，而CPU用到的数据80%都可在一级缓存中找到，只有20%才要到二级缓存以及三级缓存中去找。AMD的一级缓存存储的是实际数据，相对Intel的CPU实际数据存在二级缓存中，取数据都要到二级缓存，AMD的CPU效率还是挺高的。