中央處理器集中處理與控制技術(shù)探究

中央處理器集中處理與控制技術(shù)探究 王瑩瑩摘要：近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速開(kāi)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，我們?cè)谌粘９ぷ魃顚W(xué)習(xí)的方方面面都可以看到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的身影，并且一直在影響著我們工作生活，給我?guī)?lái)了更好的生活體驗(yàn)。中央處理器是計(jì)算機(jī)的核心硬件設(shè)備，是計(jì)算機(jī)的重要組成局部，其性能直接影響到計(jì)算機(jī)的工作效率和用戶(hù)的使用體驗(yàn)，其功能主要有數(shù)據(jù)通信、資源共享以及分布處理等，為了能夠更好地發(fā)揮這些功能，需要進(jìn)行更加深入的研究，對(duì)于中央處理器進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)展。該文主要通過(guò)對(duì)于中央處理器的簡(jiǎn)述，介紹中央處理器的控制技術(shù)以及對(duì)于中央處理器集中處理與控制技術(shù)簡(jiǎn)析，并且探討了中央處理器的存儲(chǔ)器集成技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，希望可以以此為根底來(lái)促進(jìn)中央處理器的不斷開(kāi)展。關(guān)鍵詞：中央處理器集中處理控制技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào)：TP332文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791202102c-0009-02由于我國(guó)對(duì)于信息技術(shù)水平的重視度逐漸提高，我國(guó)的信息技術(shù)水平也得到明顯提升。計(jì)算機(jī)在各個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，將計(jì)算機(jī)作為平臺(tái)的控制中心，使得自動(dòng)化辦公系統(tǒng)不斷地促進(jìn)各個(gè)企業(yè)向著自動(dòng)化以及智能化方向開(kāi)展。1中央處理器概述中央處理器作為計(jì)算機(jī)的重要組成局部，在電腦的配件中處于核心地位。主要的工作就是對(duì)于計(jì)算機(jī)的指令進(jìn)行解析以及可以對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的處理，一臺(tái)電腦要想正常的工作，其中的所有操作都是由中央處理器來(lái)負(fù)責(zé)的，讀取指令，對(duì)于指令進(jìn)行譯碼，最后執(zhí)行指令?？刂破骱瓦\(yùn)算器是中央處理器的兩個(gè)重要組成局部，其中還有高速緩沖存儲(chǔ)器以及它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)和控制的總線。可想而知一臺(tái)沒(méi)有中央處理器的電腦是沒(méi)有靈魂的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)任何的操作，下面我們來(lái)介紹一下運(yùn)算器和控制器。運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)中各種運(yùn)算的部件，主要包括算術(shù)邏輯單元、中間存放器、運(yùn)算累加器、描述字存放器以及B存放器五大至關(guān)重要的組成局部。一般來(lái)說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)多組算術(shù)運(yùn)算以及邏輯運(yùn)算的組合電路被稱(chēng)之為算術(shù)邏輯單元，在中央處理器中處于占據(jù)著非常重要的位置。算術(shù)邏輯單元主要進(jìn)行的是加減乘法等二位元算術(shù)運(yùn)算，在運(yùn)算過(guò)程中，算術(shù)邏輯單元主要就是計(jì)算機(jī)的指令集中執(zhí)行算術(shù)和邏輯操作，對(duì)于一般的情況而言算術(shù)邏輯單元可以直接地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀入和讀出，具體的表達(dá)在于處理器控制器，內(nèi)存以及輸入輸出設(shè)備等方面，輸入輸出主要是建立在總線的根底之上。其中有一種長(zhǎng)度為128位的是中間存放器，其操作數(shù)可以來(lái)決定其實(shí)際長(zhǎng)度，中間存放器在進(jìn)棧并取數(shù)指令中會(huì)發(fā)揮至關(guān)重要的作用。指令在執(zhí)行的過(guò)程中，運(yùn)算累加器的內(nèi)容必須先要發(fā)送到中間存放器，然后經(jīng)過(guò)一系列的操作，就可以將需要的信息取到運(yùn)算累加器，最后執(zhí)行的就是將中間存放器內(nèi)容進(jìn)棧，中間存放器起到一個(gè)中間過(guò)渡的作用。運(yùn)算累加器是一種可以變長(zhǎng)的累加器，目前大局部的存放器都是單累加器，長(zhǎng)度為128位。因此，在表達(dá)指令的過(guò)程中，運(yùn)算累加器的長(zhǎng)度一般來(lái)說(shuō)會(huì)取決于ACS的值，ACS的長(zhǎng)度和ACC的長(zhǎng)度相互影響，ACC的長(zhǎng)度會(huì)隨著ACS長(zhǎng)度的變化而變化。描述字存放器主要應(yīng)用在對(duì)于描述字的存放和修改，其長(zhǎng)度為64位，使用描述字可以很好地簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理，因此描述字存放器在指令執(zhí)行過(guò)程中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其中有一種長(zhǎng)度為32位的是B存放器，指令的修改與它密切相關(guān)，在其中發(fā)揮著不可替代的作用，在修改地址的過(guò)程中，它可以非常方便地對(duì)于地址修改變量進(jìn)行存儲(chǔ)，主存地址的修改只能利用描述字，一般來(lái)說(shuō)，數(shù)組中會(huì)有多個(gè)元素，第一個(gè)元素被稱(chēng)為描述字，所以如果需要訪問(wèn)數(shù)組中的其他元素，修改量就會(huì)顯得尤為重要。數(shù)組一般是由數(shù)據(jù)類(lèi)型相同并且大小一樣的元素組成的，并且其存儲(chǔ)的地址是連續(xù)的，對(duì)于數(shù)組的訪問(wèn)最好使用向量描述字，非常方便，向量描述字中的地址是字節(jié)地址，因此在進(jìn)行換算過(guò)程中，根本地址的相加是必不可少的，其中的硬件設(shè)備就可以完成簡(jiǎn)單的換算工作，該過(guò)程中需要注意對(duì)其以防止數(shù)組越界?？刂破骶拖袼拿忠粯尤菀桌斫猓鸬娇刂谱饔?。根據(jù)預(yù)定的順序，改變主電路或者控制電路的接線，利用電阻值的改變來(lái)控制電機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉、調(diào)速以及制動(dòng)，屬于核心的控制裝置。控制器主要組成局部有程序狀態(tài)存放器、系統(tǒng)狀態(tài)存放器、程序計(jì)數(shù)器以及指令均存器等等，作為計(jì)算機(jī)的控制和調(diào)控中心，主要工作就是發(fā)布指令，對(duì)于整個(gè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)和指揮，讓計(jì)算機(jī)的每個(gè)部件能夠團(tuán)結(jié)協(xié)作來(lái)完成每一項(xiàng)任務(wù)?？刂频姆N類(lèi)主要有兩種形式，就是我們比較常見(jiàn)的組合邏輯控制器以及微程序控制器兩種，兩種控制形式各有各的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。組合邏輯控制器相對(duì)而言結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但是它的速度是比微程序控制器要快。微程序控制器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相比照較簡(jiǎn)單，因此，在修改某一條機(jī)器指令時(shí)需要對(duì)微程序進(jìn)行重新編譯，使得速度相對(duì)較慢。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的集成電路實(shí)現(xiàn)了對(duì)于計(jì)算機(jī)信號(hào)的調(diào)控，計(jì)算時(shí)機(jī)根據(jù)用戶(hù)的操作指令來(lái)進(jìn)行指令任務(wù)的分配以及執(zhí)行。中央處理器可以被看作是一個(gè)規(guī)模龐大的集成電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于數(shù)據(jù)的加工以及處理。與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相比較而言，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容器是非常大的，可以對(duì)于大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速高效的處理。中央處理器的核心是由控制器和運(yùn)算器組成，直接地影響到計(jì)算機(jī)的整體功能，有著不可替代的作用，它們實(shí)現(xiàn)了存放控制，邏輯運(yùn)算以及信號(hào)收發(fā)等多種功能的擴(kuò)散，保障了中央處理器的快、準(zhǔn)、穩(wěn)。2CPU控制技術(shù)中央處理器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力可以有效地提升計(jì)算機(jī)的工作效率。對(duì)于數(shù)據(jù)的加工操作是一項(xiàng)比較復(fù)雜任務(wù)，中央處理器只有在收到計(jì)算機(jī)用戶(hù)下發(fā)的指令任務(wù)之后才會(huì)執(zhí)行一系列的任務(wù)，在執(zhí)行該任務(wù)的過(guò)程中，用戶(hù)輸入的指令和中央處理器的相對(duì)應(yīng)。其中中央處理器控制技術(shù)的主要形式有選擇控制、插入控制以及時(shí)間控制。選擇控制通常來(lái)說(shuō)就是一種集中處理模式的操作，它是在具體程序指令之后建立的。中央處理器以實(shí)際情況作為根底，進(jìn)行選擇操作，這樣就可以比較方便地滿足用戶(hù)的數(shù)據(jù)流程需求。指令控制技術(shù)非常關(guān)鍵，發(fā)揮著重要作用，運(yùn)算方式是根據(jù)需求而來(lái)的，所以對(duì)于維持?jǐn)?shù)據(jù)指令動(dòng)作的有序性很關(guān)鍵。插入控制主要是通過(guò)中央處理器對(duì)于操作控制信號(hào)的產(chǎn)生，通過(guò)指令的功能就能夠?qū)崿F(xiàn)這一個(gè)需求，指令可以控制相應(yīng)的部件，計(jì)算機(jī)的部件之間相互協(xié)作就可以實(shí)現(xiàn)。較多的小控制元件組合在一起，就會(huì)構(gòu)成一種集中處理模式，能夠更好地完成中央處理器數(shù)據(jù)處理。時(shí)間控制就是在各個(gè)操作上應(yīng)用定時(shí)任務(wù)，執(zhí)行某個(gè)指令的時(shí)間是有限制的，必須在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成。中央處理器的指令一般從高速緩沖存儲(chǔ)器中取出，然后進(jìn)行指令的編譯和解析，在這個(gè)過(guò)程中就需要嚴(yán)格地控制程序的時(shí)間，防止發(fā)生意外，造成嚴(yán)重后果。3中央處理器集中處理與控制技術(shù)簡(jiǎn)析中央處理器是計(jì)算機(jī)的心臟，好的中央處理器能夠大大提升計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率。中央處理器常見(jiàn)的控制模式就是集中處理，其中IO接口在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，對(duì)于大數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理。中央處理器集中處理的功能對(duì)于計(jì)算機(jī)穩(wěn)定的控制流程有著至關(guān)重要的作用，其中主要包括數(shù)據(jù)通信、資源共享以及分布式處理等。目前來(lái)看，數(shù)據(jù)通信是還處于飛速開(kāi)展的階段，主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩地間的信息傳遞。傳輸信道就是兩地間的信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)。傳統(tǒng)的通信主要有無(wú)線數(shù)據(jù)通信和有線數(shù)據(jù)通信兩種常見(jiàn)的方式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是它們都非常統(tǒng)一地使用了傳輸信道作為連接計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)終端的介質(zhì)，這就可以為到達(dá)不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)終端實(shí)現(xiàn)軟硬件打下堅(jiān)實(shí)的根底，在實(shí)現(xiàn)信息資源的共享方面做出了巨大奉獻(xiàn)，為現(xiàn)代的數(shù)據(jù)通信打下堅(jiān)實(shí)的根底。數(shù)據(jù)通信和CPU的核心控制價(jià)值有著緊密聯(lián)系，中央處理器集中處理過(guò)程中，以用戶(hù)的需求作為根底，不同的用戶(hù)設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)建立虛擬化的空間來(lái)更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信傳輸。ZooKeeper是一種非常常見(jiàn)的可協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可以為其創(chuàng)立的節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)重點(diǎn)設(shè)置，在數(shù)據(jù)傳輸通信過(guò)程中發(fā)揮的重要的作用。數(shù)據(jù)資源共享主要包括中央處理器集中處理的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器的特征在這個(gè)過(guò)程中被淋漓盡致地表達(dá)出來(lái)。在現(xiàn)代化的智能辦公過(guò)程中，中央處理器可以將局域網(wǎng)作為平臺(tái)，已經(jīng)存儲(chǔ)的信息資源就可以以共享傳輸?shù)姆绞焦﹫F(tuán)隊(duì)使用，以集中處理模塊的方式進(jìn)行分散，使得資源共享更加方便，資源共享模式的覆蓋面積越來(lái)越大。分布處理就是采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，利用多臺(tái)效勞器來(lái)進(jìn)行負(fù)載均衡，這樣就可以很明顯地降低單個(gè)效勞器的壓力，并且將位置效勞器的存儲(chǔ)信息進(jìn)行定位。分布式控制系統(tǒng)將核心放到了中央處理器上，這樣一個(gè)比較大規(guī)模的集成電路就形成了，可以抗住非常大的訪問(wèn)壓力，不斷地提高用戶(hù)體驗(yàn)度，計(jì)算機(jī)可以處理不同用戶(hù)的訪問(wèn)，數(shù)據(jù)處理范圍得到持續(xù)增長(zhǎng)。4結(jié)語(yǔ)綜上所述，目前我國(guó)的信息技術(shù)得到空前的開(kāi)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，我們?cè)谌粘９ぷ魃顚W(xué)習(xí)的方方面面都可以看到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的身影，并且一直在影響著人們工作生活，給人們帶來(lái)了更好的生活體驗(yàn)。中央處理器作為計(jì)算機(jī)的核心，發(fā)揮著非常重要的作用，其功能主要有數(shù)據(jù)通信、資源共享以及分布處理等，為了能夠更好地發(fā)揮這些功能，需要進(jìn)行更加深入的研究，對(duì)于中央處理器進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)展。參考文獻(xiàn)方案J.電源世界，20212：13.承擔(dān)的國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)工程“極紫外光刻關(guān)鍵技術(shù)研究通過(guò)驗(yàn)收J(rèn).分析儀器，20214：96.反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)中央處理器負(fù)荷率分析與測(cè)試J.自動(dòng)化博覽，202111：56-58.【4】俞凱.PowerPC架構(gòu)的中央處理器模塊在線檢測(cè)技術(shù)研究J.航空維修與工程，20214：47-50.【5】張海濤，王曉紅.與MATLAB/SIMULINK相結(jié)合的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教學(xué)研究J.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，202123：41-43.【6】張翠俠，曹吉花，宗素蘭，等.面向應(yīng)用型本科大學(xué)生實(shí)踐能力的計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究J.吉林播送電視大學(xué)學(xué)報(bào)，20216：32-33.