微處理器分類及組成

　　微處理器由一片或少數幾片大規模集成電路組成的中央處理器。這些電路執行控制部件和算術邏輯部件的功能。

　　微處理器能完成取指令、執行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計算機的運算控制部分。它可與存儲器和外圍電路芯片組成微型計算機。

　　微處理器分類

　　（1）：“ 微處理器

　　微處理器是一個集中取指令和處理一組通用指令的單元。

　　指令集包含數摒轉移操作、ALU（ArithmeticLogicUnit）、堆棧操作; 輸入和輸出操作以及程序控制和管埋操作。任何一個CPU必須具備下列基本功能單元。

　　（a）：一個控制單元，用于取指和控制一個給定命令或指令的順序執行，并與系統其余部分進行通信。

　　（b）：一個ALU 單元，用于對學節或者字的算術和邏輯操作。它可以立即處理8，16，32或者64位的數據。

　　微處理器是一個VLSl（VeryLargeScaleIntegratedcircuit）芯片，芯片中有一個CPU，還可以有其他附加的單元（如高速緩存Cache，浮點處埋算術單元，流水線和超標量單元），這樣可以提高處理器的效率。

　　名詞解釋：

　　高速緩存：由于CPU 的運算速度愈來愈快，主存儲器（DRAM）的數據存取速度通常無法跟上CPU 的速度，因而影響計算機的執行效率，如果在CPU 與主存儲器之間，使用速度最快的SRAM 作為CPU 的數據待取區，將可大幅提升系統的執行效率，而且透過Cache來事先讀取CPU 可能需要的數據，可避兔主存儲器與速度更慢的輔助內存的頻繁存取數據，對系統的執行效率也大有幫助。

　　例如當CPU 處理數據時，，它會先到高速緩存中去尋找，如果數據因之前的操作已經讀取而被暫存其中，就不需要再從主內存中讀取數據一一由于CPU 的運行速度一般比主內存快，因此若要經常存取主內存的話，就必須等待數個CPU 周期從而造成浪費。

　　浮點處理算術單元：

　　浮點數：浮點數是屬于有理數中某特定子集的數的數字表示，在計算機中用以近似表示任意某個實數。具體的說，這個實數由一個整數或定點數（即尾數）乘以某個基數（計算機中通常是2）的整數次冪得到，這種表示方法類似：于基數為10的科學記數法。

　　一個浮點數a 由兩個數m和e 來表示： a=mx b^c。在任意一個這樣的系統中，我們選擇一個基數b（記數系統的基）和精度p （即使用多少位來存儲）。m （即尾數）是形如+dddd..dd的p位數（每一位是一個介于0到b-1之間的整數，包括0和b-1）。如果m的第一位是非0整數，m稱作規格化的。有一些描述使用一個單獨的符號位（s 代表+或者~）來表示正負，這樣m必須是正的。e 是指數。

　　在計算機中表示- 一個浮點數，其結構如下：

　　尾數部分（定點小數）階碼部分（定點整數）

　　流水線：

　　計算機流水線（Pipeline）技術是目前廣泛應用于微處理芯片（CPU）中的一項關鍵技術，計算機流水線技術指的是對CPU 內部的各條指令的執行方式的一種形容。

　　在低檔的CPU 中，指令的執行是串行的，而具有流水線的CPU 在執行上條指令的同時，又在并行地取下條指令。這在CPU技術上是一個質的飛躍。

　　超標量：

　　超標量（superscalar）是指在CPU中有一條以上的流水線，并且每時鐘周期內可以完成一條以上的指令，這種設計就叫超標量技術。

　　超標量是通過內置多條流水線來同時執行多個處理器，其實質是以空間換取時間。而超流水線是通過細化流水、提高主頻，使得在一個機器周期內完成一個甚至多個操作，其實質是以時間換取空間。例如Pentium4 的流水線就長達20級。將流水線設計的步（級）越長，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU。但是流水線過長也帶來了一定副作用，很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象，Intel 的奔騰4 就出現了這種情況，雖然它的主頻可以高達1.4G以上，但其運算性能卻遠遠比不上AMD12G的速龍甚至奔ll1。