中央处理器(CPU)

1、CPU(Central Process Unit)即中央处理器
是硬件系统的核心部件，负责读取并执行指令，主要包括运算单元和控制单元和存储单元三个部分。

运算单元：进行指定的算术或逻辑运算。
控制单元：控制整个系统工作。
存储单元：包括CPU片内缓存(Cache）和寄存器组，是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器，可以减少CPU访问内存的次数，从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限，寄存器组的容量不可能很大。

寄存器可以存储指令、数据或者地址，但寄存器不仅仅存在于存储单元中，控制单元也有，指令寄存器就在控制单元中。

CPU内的三个部件就是靠内部总线传递信息的，内部总线连接CPU内部部件，外部总线连接CPU外部部件。

2、主流产品
Intel公司：奔腾(Pentium) 酷睿(Core)
AMD公司：速龙(Athlon64) 炫龙(Turion64) 闪龙(Sempron64)
ARM公司：专利授权
IBM公司：Power系列

CPU重要性能指标-主频

主频:也叫时钟频率，单位是Hz，用来表示CPU的运算速度，主频是电脑的“脉搏”。

• 频率用f表示，基本单位为“次/秒”，记做Hz(赫兹)。 1Hz就是每秒一次，10Hz是每秒10次。不过，Hz这个单 位在计算机里面太小了，因此通常以KHz、MHz或GHz来 表示信号频率。

CPU的字长

字长:计算机技术中对CPU在单位时间(同一时间)内能一次处理的二进制数的位数叫字长。
所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。
同理，32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。  目前常见的计算机CPU字长为32位和64位

字节和字长的区别:
由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节，字节是一种存储容量单位。而字长是CPU处理能力的一种标准，字长的长度是不固定的，对于不同的CPU，字长的长度也不一样。
8位的CPU一次只能处理一个字节，而32位的CPU一次就能处理4个字节，同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。

• 1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，字长4位， 四位微处理器。
• 1978年，英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。
• 1985年，英特尔公司生产出32位字长处理器80386。
• 目前:市场上主流的CPU的字长几乎都达到了64位。如AMD速龙II。

高速缓存

作为核心的CPU处理数据的速度极快，内存很容易跟不上，怎么办?缓存来帮忙。缓——缓冲，缓解
全名:高速缓冲存储器(Cache)

缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找， 如果找到就立即读取并送给CPU处理;如果没有找到，就用相对 慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的 数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存 中进行，不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高(大多数CPU可 达90%左右)，也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只 有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间， 也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。

指令集

• 为什么CPU能够控制一个庞大而复杂的计算机系统呢?这是因为CPU 中集成了指令集。
• 所谓指令集，就是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合，而每一种新型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统。
• 指令的强弱也是CPU的重要指标。
• 指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。
• 从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集cisc和精简 指令集risc两部分。