Was ist der Kern eines Computers?

CPU (Central Processing Unit) ist der Kernteil des Computers. Die Zentraleinheit ist die Kernkomponente des Computers. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Computeranweisungen zu interpretieren und Daten in Computersoftware zu verarbeiten. Die Zentraleinheit besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: Controller und Recheneinheit.

Die Betriebsumgebung dieses Artikels: Windows 10-System, Thinkpad T480-Computer.

CPU (Central Processing Unit) ist der Kernteil des Computers.

Die Zentraleinheit (CPU) ist eines der Hauptgeräte elektronischer Computer und die Kernkomponente von Computern. Seine Funktion besteht hauptsächlich darin, Computeranweisungen zu interpretieren und Daten in Computersoftware zu verarbeiten. Die CPU ist die Kernkomponente des Computers, die Anweisungen liest, sie dekodiert und ausführt.

Die Zentraleinheit besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich dem Controller und der Recheneinheit, zu denen auch der Cache-Speicher und der Daten- und Steuerbus gehören, der die Verbindung zwischen ihnen herstellt. Die drei Kernkomponenten eines elektronischen Computers sind die CPU, der interne Speicher und die Eingabe-/Ausgabegeräte. Die Hauptfunktionen der Zentraleinheit bestehen darin, Anweisungen zu verarbeiten, Operationen auszuführen, die Zeit zu steuern und Daten zu verarbeiten.

In der Computerarchitektur ist die CPU die Kernhardwareeinheit, die alle Hardwareressourcen des Computers (wie Speicher, Eingabe- und Ausgabeeinheiten) steuert und zuweist und allgemeine Vorgänge ausführt. Die CPU ist der Rechen- und Steuerungskern des Computers. Die Operationen aller Softwareschichten im Computersystem werden schließlich über den Befehlssatz auf CPU-Operationen abgebildet.

Entwicklungsgeschichte

Die CPU erschien im Zeitalter der groß angelegten integrierten Schaltkreise. Die iterativen Aktualisierungen des Prozessorarchitekturdesigns und die kontinuierliche Verbesserung der integrierten Schaltkreistechnologie haben zu ihrer kontinuierlichen Weiterentwicklung und Verbesserung geführt. Von der anfänglichen Ausrichtung auf mathematische Berechnungen bis zur weiten Verwendung im allgemeinen Computerbereich, von 4-Bit- über 8-Bit-, 16-Bit- und 32-Bit-Prozessoren bis hin zu 64-Bit-Prozessoren, von der Inkompatibilität verschiedener Hersteller bis zum Aufkommen Aufgrund unterschiedlicher Befehlssatz-Architekturspezifikationen haben sich CPUs seit ihrer Einführung rasant weiterentwickelt.
CPU-Entwicklung hat eine mehr als 40-jährige Geschichte. Normalerweise unterteilen wir es in sechs Phasen.
(1) Die erste Etappe (1971-1973). Dies war die Ära der 4-Bit- und 8-Bit-Low-End-Mikroprozessoren, und das repräsentative Produkt war der Intel 4004-Prozessor.
Im Jahr 1971 integrierte der 4004-Mikroprozessor die Recheneinheit und den Controller auf einem Chip und markierte damit die Geburtsstunde der CPU; 1978 legte der 8086-Prozessor den Grundstein für die X86-Befehlssatzarchitektur Die Prozessoren der 8086-Serie werden häufig in PC-Terminals, Hochleistungsservern und Cloud-Servern eingesetzt.
(2) Die zweite Phase (1974-1977). Dies ist die Ära der 8-Bit-Mikroprozessoren der mittleren bis oberen Preisklasse, und das repräsentative Produkt ist Intel 8080. Zu diesem Zeitpunkt war das Befehlssystem relativ vollständig.
(3) Die dritte Phase (1978-1984). Dies war die Ära der 16-Bit-Mikroprozessoren und das repräsentative Produkt war der Intel 8086. Relativ gesehen ist es relativ ausgereift.
(4) Die vierte Phase (1985-1992). Dies ist die Ära der 32-Bit-Mikroprozessoren, und das repräsentative Produkt ist Intel 80386. Es ist bereits Multitasking- und Multiuser-fähig.
Der 1989 veröffentlichte Prozessor 80486 implementierte eine 5-stufige Skalarpipeline und markierte damit die anfängliche Reife der CPU und das Ende der Entwicklungsphase herkömmlicher Prozessoren.
(5) Die fünfte Phase (1993-2005). Dies war die Ära der Pentium-Mikroprozessorfamilie.
Im November 1995 veröffentlichte Intel den Pentium-Prozessor, der zum ersten Mal die superskalare Befehlspipeline-Struktur übernahm und die Out-of-Order-Ausführungs- und Verzweigungsvorhersagetechnologie von Anweisungen einführte, was die Leistung des Prozessors erheblich verbesserte Befehlspipeline Die Struktur wurde von nachfolgenden modernen Prozessoren übernommen, beispielsweise von AMD (Advanced Micro Devices) Ryzen und der Core-Serie von Intel.
(6) Die sechste Stufe (nach 2005). Prozessoren entwickeln sich sukzessive hin zu mehr Kernen und höherer Parallelität. Typische Vertreter sind die Prozessoren der Core-Serie von Intel und die Prozessoren der Ryzen-Serie von AMD.
Um den Arbeitsanforderungen der oberen Schicht des Betriebssystems gerecht zu werden, haben moderne Prozessoren weitere Funktionen wie Parallelisierung, Multicore, Virtualisierung und Fernverwaltungssysteme eingeführt und so die Entwicklung von Informationssystemen der oberen Schicht ständig vorangetrieben.

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