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1、計算機概論（Ⅰ）單元名稱：CPU的認識與解析資處科吳小純老師CPU的意義與重要性。CPU的歷史。CPU的組成。CPU→微處理機。CPU如何運作溝通。CPU的內部暫存器。CPU的位址線與定址能力。CPU的工作時脈與執行速度。CPU的性能評比。認識什麼？資處科吳小純老師CPU的意義與重要性：CPU是CentralProcessingUnit「中央處理器」之簡稱，它是使整部電腦能夠運作的最核心、最重要的元件。號稱電腦的心臟，其作用就是當電腦系統開始運作時，CPU從記憶體內，讀取操作它的軟體的指令與資料，透過ALU運
2、算出結果後存回記憶體，同時由主機板，與外界的I/O週邊溝通，達到資料處理的目的。電腦的心臟資處科吳小純老師CPU的歷史。1978年，美國Intel公司首次生產出16位的微處理器，並命名為i8086。以後，Intel陸續生產出更先進和更快速的新型CPU，這些新型的CPU都兼容原來的x86指令集，被稱為「x86系列CPU」。從1981年個人電腦(PersonalComputer)興起至今，已經有十六、七年歷史了，而PC的CPU也經過數個世代的演進：第一代8086、8088、AT/XT第二代80286第三代8038
3、6第四代80486第五代Pentium、PentiumMMX、AMDK5/K6、Cyrix6x86MX第六代PentiumPro、PentiumⅡ、Celeron、AMDK6-2、CyrixM2、第七代IntelMerced、AMDK7、IDTWinChip-3資處科吳小純老師CPU的組成CPU為控制整部電腦運作的中心樞紐，其內部包括控制單元、算術及邏輯單元、暫存器或記憶單元。算術及邏輯運算單元(ALU)：加、減、乘、除及比較、選擇、判斷等運算。控制單元(CU)：翻譯程式中的指令的解碼功能及協調控制各部門依指
4、令執行使電腦自動化處理資料。記憶單元（MU）：儲存目前正要被處理運算的程式或資料，容量以KB為單位。暫存器(Register)：暫時儲存資料，如用來儲存運算的累積器。其功能與記憶體相似。資處科吳小純老師ALU算術邏輯單元CU控制單元MU記憶單元輸入單元輸出單元中央處理單元CPU由CU、ALU及MU所組成的中央處理單元資處科吳小純老師CPU→微處理機在以前中、大型電腦時期,它們電腦的CPU,通常是一塊由數十、數百個IC所組成的電路版,後來有廠商將這個部份,運用VLSI大型積體電路的技術,濃縮成一顆IC晶片。也有
5、人稱這種CPU晶片為微處理機(MicroProcessor),微處理機的應用範圍就廣多了,事實上除了個人電腦之外,在一般自動化控制的領域,都是微處理機的天下。我們可以將要控制的程序寫到ROM裡面,然後借助微處理機來運作。資處科吳小純老師CPU如何運作溝通它是透過一種叫匯流排(Bus)來傳輸資料。匯流排可說是CPU、記憶體與I/O裝置的訊號傳遞的共同通道。一次只能有一個裝置去使用匯流排,所以當同時有兩個以上的裝置使用時,必須由主機板上的I/O控制電路加以協調,先將優先權較高的裝置使用;等該裝置使用完畢後,才輪到
6、其他裝置使用。資處科吳小純老師ROMRAMI/O週邊裝置I／O控制電路或晶片組CPU匯流排（Bus）CPU透過匯流排列（Bus）來傳輸資料資處科吳小純老師CPU上的公路1.位址匯流排（AddressBus）：負責傳送CPU所要存取資料的位址，它可以決定CPU所能處理的記憶體容量，Ｎ條位址線可以擁有2的N次方的記憶空間，而其位址為0至2的N次方來減1。2.資料匯流排（DataBus）：負責傳送CPU所要存取的資料，其線數的多少代表CPU的字組Word，亦即CPU一次所能存取資料的基本單位，常稱N位元CPU亦就是
7、此CPU有N條資料線。3.控制匯流排（ControlBus）：負責傳送CPU所發出的控制訊號。資處科吳小純老師CPU的位址線與定址能力CPU的位址線數目,決定它選取記憶體的能力。CPU定址能力,可以透過CPU的位址線計算出來。像8086/8088有20條位址線,所以能選取220=1,048,576Bytes=1MB的記憶體。資處科吳小純老師位址線數目定址空間8086/888028680386SX80386DX80486SX/DXPentium2024243232321MB=1024k16MB=16,384k1
8、6MB=16,384k4GB=4096MB4GB=4096MB4GB=4096MBIntelX86家族CPU與定址空間的演進資處科吳小純老師CPU的內部暫存器CPU利用暫存器(Register)來指示程式執行流程,追蹤並記錄程式的運算結果。一個典型的CPU,最少有下列暫存器：累加器(Accumulator)：它負責讀取運算元做運算,並且將結果轉移到其它暫存器或記憶體內。程式計數器PC(Program
