CPUは主に演算器と何で構成されていますか

CPUは主に演算装置と制御装置から構成されます。 CPU はコンピュータの中核コンポーネントであり、その主な機能はコンピュータの命令を解釈し、コンピュータ ソフトウェアでデータを処理することです。 CPU は、命令を読み取り、デコードし、実行するコンピューターの中核コンポーネントです。

#この記事の動作環境: Windows10 システム、Thinkpad t480 コンピューター。

CPUは主に演算装置と制御装置から構成されます。

中央処理装置 (CPU) は、電子コンピュータの主要なデバイスの 1 つであり、コンピュータの核となるコンポーネントです。その機能は主に、コンピュータの命令を解釈し、コンピュータ ソフトウェアでデータを処理することです。 CPU は、命令を読み取り、デコードし、実行するコンピューターの中核コンポーネントです。

中央処理装置は主にコントローラと演算装置の 2 つの部分で構成され、これらの部分にはキャッシュ メモリとそれらの間の接続を実現するデータおよび制御バスも含まれます。電子コンピュータの 3 つのコア コンポーネントは、CPU、内部メモリ、および入出力デバイスです。中央処理装置の主な機能は、命令の処理、演算の実行、時間の制御、およびデータの処理です。

コンピュータ アーキテクチャにおいて、CPU は、コンピュータのすべてのハードウェア リソース (メモリ、入出力ユニットなど) を制御および割り当て、一般的な操作を実行するコア ハードウェア ユニットです。 CPU はコンピュータの計算および制御のコアです。コンピュータ システム内のすべてのソフトウェア層の動作は、最終的には命令セットを通じて CPU 動作にマッピングされます。

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CPU は大規模集積回路の時代に登場し、プロセッサ アーキテクチャ設計の反復的な更新と集積回路技術の継続的な改善により、CPU の継続的な開発と改善が促進されてきました。当初は数学計算専用であったものから、4 ビットから 8 ビット、16 ビット、32 ビット プロセッサ、そして最終的には 64 ビット プロセッサに至るまで、さまざまなメーカーの非互換性から一般的なコンピューティングに広く使用されるようになりました。さまざまな命令セット アーキテクチャ仕様に対応するため、CPU はその誕生以来急速に発展してきました。

CPU開発には40年以上の歴史があります。通常、それを6つの段階に分けます。

(1) 第 1 段階 (1971 ～ 1973 年)。この時代は4ビット、8ビットのローエンドマイクロプロセッサの時代であり、その代表的な製品がIntel 4004プロセッサでした。

1971 年にインテル製 4004 マイクロプロセッサが演算装置とコントローラを 1 チップ上に統合して CPU が誕生し、1978 年に 8086 プロセッサが登場して X86 命令セットの基礎を築きました。その後、8086 シリーズ プロセッサはパーソナル コンピュータ端末、高性能サーバー、クラウド サーバーなどに広く使用されています。

(2) 第 2 段階 (1974 ～ 1977 年)。現在は8ビットの中高級マイクロプロセッサの時代であり、その代表的な製品がIntel 8080である。現時点では、コマンド システムは比較的完成しています。

(3) 第 3 段階 (1978 ～ 1984 年)。 16ビットマイクロプロセッサの時代であり、その代表的な製品がIntel 8086でした。相対的に言えば、比較的成熟しています。

(4) 第 4 段階 (1985 ～ 1992 年)。 32ビットマイクロプロセッサの時代となり、その代表的な製品がIntel 80386です。すでにマルチタスクとマルチユーザー操作が可能です。

1989 年にリリースされた 80486 プロセッサは 5 レベルのスカラー パイプラインを実装し、CPU の初期の成熟と従来のプロセッサの開発段階の終わりを示しました。

(5) 第 5 段階 (1993 ～ 2005 年)。これは、Pentium ファミリのマイクロプロセッサの時代でした。

1995 年 11 月、インテルは Pentium プロセッサをリリースしました。このプロセッサは初めてスーパースカラ命令パイプライン構造を採用し、命令のアウトオブオーダー実行と分岐予測技術を導入し、プロセッサのパフォーマンスを大幅に向上させました。したがって、スーパースカラー命令パイプライン構造は、AMD (Advanced Micro devices) の Ryzen や Intel の Core シリーズなど、その後の最新のプロセッサーに採用されています。

(6) 第 6 段階 (2005 年以降)。プロセッサは、より多くのコアとより高い並列性を目指して徐々に開発されています。代表的なものとしては、IntelのCoreシリーズプロセッサやAMDのRyzenシリーズプロセッサが挙げられます。

オペレーティング システムの上位層の作業要件を満たすために、最新のプロセッサには並列化、マルチコア、仮想化、リモート管理システムなどの機能がさらに導入されており、上位層の開発が促進され続けています。レイヤー情報システム。

(学習ビデオ共有: プログラミングビデオ)

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