计算机的核心CPU课件.ppt

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1、第2课CPU江苏建筑学院韩本课要点CPU的发展CPU的性能指标主流CPU产品CPU的选购具体要求了解CPU的发展掌握CPU的性能指标了解Intel公司的CPU产品掌握CPU的选购方法掌握识别CPU的方法2.1CPU概述CPU是中央处理器（CentralProcessingUnit）的缩写。CPU是计算机的控制和运算核心，其主要功能是执行指令、处理软件中的数据信息，它是计算机的核心部件，任何一台计算机的运行都离不开CPU。1CPU的作用CPU是数据处理和程序执行的核心。其主要作用有：执行指令算术运算和逻辑运算数据存储、传送控制I

2、/O（输入/输出）操作2CPU的物理结构CPU的内部结构控制单元运算单元存储单元3CPU的工作原理CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止。CPU的工作原理CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储单元)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。2.2CPU的性能指标CPU的性能高低影响整台计算机系统处理数据

3、的速度，下面将介绍一些和CPU相关的性能指标。影响Cpu性能参数主要有CPU的主频核心数缓存容量制造工艺等1CPU的频率主频：是指计算机运行时的工作频率，也叫做CPU的时钟频率或核心频率，CPU的频率表示CPU内部数字脉冲信号振荡的速度，代表了CPU的实际运算速度，单位是GHz。CPU的频率越高，CPU在一个时钟周期内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＝外频×倍频。2在CPU不断快速的取指令，执行指令和处理数据时，由于数据转移和cpu处理的时差，可能会出现混乱的情况，因此需要一个时钟来控制cpu的每

4、一个动作。时钟就像一个节拍器不停地发出时钟脉冲来控制cpu的步调，这种时钟脉冲振荡的频率就是cpu的主频。时钟频率，类似人类的心跳1Hz一秒钟跳动一个周期一个人的心跳每分钟60次，那么心跳的频率就是1Hz外频外频即CPU的基准频率，单位是MHz。是CPU与主板之间同步运行的速度。外频速度高，CPU就可以同时接收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。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频倍频倍频是CPU运行频率与系统外频之间差距的参数，也称为倍频系数，通常简称为倍频。

5、在相同的外频下，倍频越高，CPU的频率就越高。CPU主频＝外频×倍频。2CPU的位和字长在计算机中是以二进制进行数据的处理和运算的，数据的组成代码是“0”和“1”。在计算机中把这样的一个代码叫1位（bit），如十进制数8换算成二进制数就是1000，其在计算机中被认为是4位。但是由于位的单位太小，于是把每8位称为一个字节（Byte），即1字节＝8位（1Byte＝8bit）。在计算机技术中，对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。所以能处理字长为32位数据的CPU通常就叫32位的CPU，同理，64位的CP

6、U就能在单位时间内处理字长为64位的二进制数据。4CPU的缓存Cache缓存（Cache）的作用是为CPU和内存在数据交换时提供一个高速的数据缓冲区。当CPU要读取数据时，首先会在缓存中寻找，如果找到了则直接从缓存中读取，如果在缓存中未能找到，CPU才会从主内存中读取数据。CPU缓存一般分为L1Cache、L2Cache和L3Cache。CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运行，工作效率远远大于系统内存和硬盘。L1高速缓存L1高速缓存（也称为一级高速缓存、L1Cache）L1Cache(一级缓存）是CPU第一层高速缓

7、存，分为数据缓存和指令缓存。用于暂存部分指令和数据，以使CPU能迅速地得到所需要的数据。L1高速缓存与CPU同步运行，其对CPU的性能影响较大，容量越大，性能也会越高。在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。L2高速缓存L2高速缓存（也称为二级高速缓存、L2Cache）的容量和频率对CPU的性能影响也较大，它的作用就是为了协调CPU的运行速度与内存存取速度之间的差异。目前CPU的L2高速缓存有低至512KB，也有高达8MB的。L3CacheL3Cache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，现在的

8、都是内置的。而它的实际作用即是，L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。2.3CPU的架构封装等1CPU的核心核心（Die）又称为内核，是CPU最重要的组成部分。CPU中心那块隆起的芯片就是