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KS3 计算机/硬件

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍

处理器

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每台计算机的核心都是CPU(中央处理单元)- 计算机的“大脑”。它指的是处理器中“处理”数据和指令的那部分。

中央处理单元 (CPU),也称为处理器,位于计算机机箱内部的 主板上。

CPU 如何与内存和其他部件交互


下面是标准计算机体系结构的图片。您可以进一步了解以下组件;


处理器的主要功能

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处理器的主要功能是执行操作,它通过以下方式实现:

  • 获取下一条指令
  • 解码指令
  • 执行解码后的指令

直到没有更多指令。

处理器的组成部分

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处理器由两个组件组成:[1]

  • 控制单元
  • 算术逻辑单元


控制单元(或CU)
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控制单元将每条指令解码成执行该指令的电信号,并获取下一条指令。

算术逻辑单元(或ALU)
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执行所有数学和逻辑运算,即加法、减法和比较(关系运算,如 =、< 和 >)

可以称为处理器的处理部分。


内存单元/缓存

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一些 CPU 始终从主内存中读取每条指令,并将每次 ALU 计算的结果存储到主内存中。

大多数 CPU 芯片还包含一些非常快的内存,用作处理器和主内存之间的中介。

存储最频繁或最近使用过的指令和数据,以便快速检索。

通常为少量内存。

核心是一个可以获取和解码指令的单个处理器。在多核处理器上,有多个处理器,每个处理器同时获取和执行指令。每个处理器并不更快,但获取和执行指令的总速率乘以核心的数量。

具有两个核心的处理器称为双核处理器;具有三个核心的处理器称为三核处理器;具有四个核心的处理器称为四核处理器;具有六个核心的处理器称为六核处理器。对于其他数量的核心,使用数字本身,例如“12 核处理器”。

核心数量越多,计算机性能越好。

时钟速度

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时钟速度决定了指令执行的速度。时钟速度越高,每个指令的获取和执行速度越快。处理器有一个内部时钟(只是一个振荡晶体)。晶体每次振动都是时钟的一个刻度。时钟的刻度然后用于同步处理器的所有部分。处理器的每次操作都需要固定的刻度数。因此,如果时钟刻度更快,则处理的指令更多。

处理器的速度以兆赫 (MHz) 或每秒百万条指令和吉赫 (GHz) 或每秒十亿条指令来衡量。更快的处理器可以更快地执行指令。但是,计算机的实际速度取决于许多不同组件的速度 - 而不只是处理器。

教学资源和活动

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CPU 视频 - https://www.youtube.com/watch?v=P4QmPFcBELE

CPU 目的视频 - https://www.youtube.com/watch?v=DvgJZvVyJfA#action=share

获取执行循环视频 - https://www.youtube.com/watch?v=drUBm_luhso#action=share

时钟速度视频 - https://www.youtube.com/watch?v=UHIhoLHGTR4#action=share


处理器填空工作表

处理器问题工作表

比较处理器 让学生查看互联网上的 PC 广告,以了解当前的规格,或者看看谁能找到最快的处理器。http://ark.intel.com/products/family/41877/Intel-Pentium-Desktop-Processor

扩展活动

摩尔定律 - 超越计算的界限 - http://www.bbc.co.uk/news/technology-32335003

这是硬件的简要概述。有关更多详细信息,请参阅维基教科书 如何组装台式 PC

  1. Hossein Bidgoli. "MIS 5". p. 25.
华夏公益教科书