不允许你还不了解中央处理机！

知识点：中央处理器

一般的处理机由运算器、控制器、一系列的寄存器以及高速缓存构成。

1?? 运算器实现任何指令中的算术和逻辑运算，是计算机计算的核心；

2?? 控制器负责控制程序运行的流程，包括取指令、维护处理机状态、处理机与内存的交互等；

3?? 寄存器是指令在处理机内部作处理的过程中暂存数据、地址以及指令信息的存储设备，在计算机的存储系统中具有最快的访问速度；

4?? 高速缓存处于处理机和物理内存之间，一般由控制器中的内存管理单元（Memory Management Unit，MMU）管理，它的访问速度高于内存、低于寄存器，它利用程序局部性原理使得高速指令处理和低速内存访问得以匹配，从而大大地提高处理机的效率。

  处理机中的寄存器  

寄存器为处理机本身提供了一定的存储能力，它们的速度比内存储器快得多，但是因为造价很高，存储容量一般都很小。

处理机一般包括两类寄存器：一类称为用户可见寄存器，对于高级语言来说，编译器可通过一定的算法分配并使用这些寄存器，以最大限度地减少程序运行时访问内存储器的次数，这对程序的运行速度影响很大；第二类称为控制和状态寄存器，它们用于控制处理机的操作，一般由具有特权的操作系统代码使用，以控制其他程序的执行。

  用户可见寄存器  

用户可见寄存器通常对所有程序都是可用的，由机器语言直接引用。它一般包括数据寄存器、地址寄存器以及条件码寄存器。数据寄存器有时又称通用寄存器，主要用于各种算术逻辑指令和访存指令。对具有浮点能力和多媒体能力的处理机来说，浮点处理过程的数据寄存器和整数处理时的数据寄存器一般是分离的。

地址寄存器用于存储数据及指令的物理地址、线性地址或者有效地址，以及某种特定方式的寻址。例如，变址寄存器、段指针、栈指针等。条件码寄存器保存处理机操作结果的各种标记位，例如算术运算产生的溢出、符号等，这些标记在条件分支指令中被测试，以控制程序指令的流向。一般来讲，条件码可以被隐式访问，但不能通过显式的方式修改。

  控制和状态寄存器  

处理机中有很多寄存器用于控制处理机的操作。多数处理机上，这些寄存器的大部分对于用户是不可见的，有一部分可以在某种特权模式（由操作系统使用）下访问。

最常见的控制和状态寄存器包括程序计数器（Program Counter，PC），它记录了将要取出的指令的地址；指令寄存器（Instruction Register，IR），它包含了最近取出的指令；程序状态字（Program Status Word，PSW），它记录了处理机的运行模式信息等，有的处理机中还包含条件码。

  指令执行的基本过程  

处理指令最简单的方式包括两个步骤：处理机先从存储器中每次读取一条指令，然后执行这条指令，一个这样的单条指令处理过程称为一个指令周期。

程序的执行就是由不断取指令和执行指令的指令周期组成的。仅当关机、发生某些未知的错误或者遇到与关机相关的指令时，指令执行才会停止。

典型的处理机中，每个指令周期开始的时候，处理机依据在程序计数器中保存的指令地址从存储器中取一条指令，并在取指令完成后根据指令类别自动将程序计数器的值变成下一条指令的地址，通常是自增1。取到的指令被放在处理机的指令寄存器中，指令中包含了处理机将要采取的动作的位，处理机于是解释并执行所要求的动作。

这些指令大致可以分成5类：访问存储器指令，它们负责处理机和存储器之间的数据传送；I/O指令，它们负责处理机和I/O模块之间的数据传送和命令发送；算术逻辑指令，又称数据处理指令，用以执行有关数据的算术和逻辑操作；控制转移指令，这种指令可以指定一个新指令的执行起点；处理机控制指令，这种指令用于修改处理机状态，改变处理机的工作方式等。

相关推荐：

1、GB5226.1-2008 机械电气安全

2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范