中央處理器CPU
- RAM + 寄存器 + ALU 做個CPU
- 解釋“指令 -> 解釋 -> 執行”這個循環
- 時鐘是什麼,時鐘速度和赫茲
- 超頻提升性能,降頻省電
重點:
- 拼個CPU出來。
- CPU怎麼執行命令?
ALU
:
作用:輸出二進制,它會執行計算。
兩種內存:
寄存器: 很小的一塊內存,能存一個值。RAM
: 是一大塊內存,能在不同地址存大量數字。 (寄存器增大後改造成RAM
)
把RAM
, 寄存器
, ALU
放在一起,組件計算機的心臟CPU
(中央處理單元)。
拼個CPU
CPU
作用: 負責執行程序。
程序由一個個操作組成,這些操作叫做“指令”,因爲它們“指示”計算機要做什麼。如果是數學指令,比如加/減,CPU
會讓ALU
進行數學計算。也可能是內存指令,CPU
會和內存通信,然後讀/寫值。CPU
裏有很多組件。重點放在功能,而不是一根根線具體怎麼連。當用一根線連接兩個組件時,這條線只是所有必須線路的一個抽象。這種高層次視角叫“微體系架構”。
首先要內存,使用RAM
,爲了保持簡單,假設它只有16個位置,每個位置存8位。再來四個8位存儲器,叫A, B, C, D。寄存器用來 臨時存數據 和 操作數據。
數據是以二進制存在內存裏。
程序也可以存在內存裏。
可以給CPU
支持的所有指令,分配一個ID:
在這個假設的例子,用前四位存“操作代碼”(operation code),簡稱“操作碼”(opcode),後四位代表數據來自哪裏,可以是寄存器或內存地址。
還需要兩個寄存器,來完成CPU
。
- 一個寄存器追蹤程序運行到哪裏了,叫它“指令地址寄存器”。(存當前指令的內存地址)
- 另外一個寄存器存當前指令, 叫“指令寄存器”。
當啓動計算機時,所有寄存器從0開始。
CPU的第一個階段叫“取指令階段”(FETCH PHASE),負責拿到指令。
首先,將“指令地址寄存器”連到RAM
,