计算机组装与维护教程-2、CPU介绍.ppt

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1、第2课时中央处理器CPU课时安排：2学时本章要点CPU的发展史CPU的主要性能指标两大厂商CPU的介绍CPU的识别学习目标基于CPU在电脑中具有重要地位和作用，因此在选购电脑时，CPU的选购是相当关键的。本章从个人电脑微处理器的发展史开始讲解，并介绍了两大处理器厂商的CPU，讲述了辨识CPU的方法，让用户对CPU有一个较全面的认识，以便以教高的性价比选择合适自己的CPU。图2-１P4CPU2.1CPU的基本组成和主要性能指标CPU由运算器和控制器组成。它的内部结构可以分为逻辑运算单元、控制单元和存

2、储单元三个部分。这三部分互相协调，进行分析、判断、运算并控制计算机各个部分协调工作。CPU中的运算器主要完成各种算术运算(加、减、乘、除)和逻辑运算(逻辑加、逻辑乘和逻辑非运算)；控制器主要用来读取各种指令，并对指令进行分析，做出相应的控制。此外，在CPU中还有若干个寄存器，它是CPU内部的临时存储单元。总的来说，CPU具有三个基本功能：读数据、处理数据和写数据(即将数据写到存储器中)。它是计算机中不可缺少的重要部分，如果一台计算机没有CPU，就好像一个人没有心脏一样。1．CPU的主要性能指标CP

3、U品质的高低直接决定了一个计算机系统的档次，而CPU的主要技术指标可以反映出CPU的大致性能。下面介绍CPU的主要性能指标。1)位、字节和字长CPU可以同时处理的二进制数据的位数是其最重要的一个标志。CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。人们通常所说的16位机、32位机就是指该微机中的CPU可以同时处理16位、32位的二进制数据。早期有代表性的IBMPC/XT、IBMPC/AT与286机是16位机，386机和486机是32位机，586机则是64位的高档微机。通常将8bit

4、称为一个字节。字节的长度是固定的，而字长的长度是不固定的，对于不同的CPU，字长的长度也不一样。8bit的CPU一次只能处理一个字节，而32bit的CPU一次就能处理4个字节，字长为64bit的CPU一次可以处理8个字节。2)主频、外频和倍频主频(CPUClockSpeed)也叫时钟频率，表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度。主频越高，CPU在一个时钟周期里所能完成的指令数也就越多，CPU的运算速度也就越快。CPU主频的高低与CPU的外频和倍频有关，其计算公式为：主频=外频×倍频。外频是CPU与主

5、板之间同步运行的速度，而且目前绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间同步运行的速度。在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接影响内存的访问速度，外频越高，CPU就可以同时接受更多的来自外围设备的数据，从而使整个系统的速度进一步提高。倍频就是CPU的运行频率与整个系统外频之间的倍数。在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大，单纯的一味追求高倍频而得到的高主频的CPU，就会出现明显的瓶颈(CPU从系统中得到的数据的极限速度不能够满足CPU

6、运算的速度)效应,可想而知,这无疑是一种浪费。从有关计算可以得知，CPU的外频在5~8倍的时候，其性能能够得到比较充分的发挥，如果超出这个数值,则都不是很完善。偏低还好说,不过是CPU本身运算速度慢而已，可高了以后就会出现显著的瓶颈效应，系统与CPU之间进行数据交换的速度跟不上CPU的运算速度，从而浪费CPU的计算能力。倍频是由主板设计时提供的，现在的主板已经从1倍频提高到了9倍频。主频是CPU的时钟频率或者说是内部工作频率。外频是系统总线的工作频率。倍频是指CPU外频与主频相差的倍数。主频=倍频

7、*外频锁频是指CPU生产厂家在生产CPU时将CPU的倍频数锁定，现在的CPU基本上都锁定了倍频。超频是指将外频或倍频(由于现在的CPU被锁定倍频，超频时很少有人使用此项)人为地提高，使其工作频率超过额定的主频，从而提高其性能。3)制造工艺制造工艺是CPU发展史中一门重要的技术，早期的CPU大多采用0.5μm的制作工艺，后来随着CPU频率的提高，0.25μm制造工艺被普遍采用。在1999年底，Intel公司推出了采用0.18μm制作工艺的Pentium处理器，即Coppermine(铜矿)处理器。其

8、更精细的工艺使得原有晶体管门电路更大限度地缩小了，能耗越来越低，CPU也就更省电。4)内存总线速度内存总线速度(Memory-BusSpeed)也就是系统总线速度，一般等同于CPU的外频。CPU处理的数据都由主存储器提供，主存储器就是内存。一般我们放在外存(磁盘或者各种存储介质)上面的资料都要通过内存，再进入CPU进行处理，所以与内存之间的通道(也就是内存总线的速度)对整个系统的性能就显得尤为重要。由于内存和CPU之间的运行速度或多或少会有差异，因此便出现了二级缓存来协调两者之间的