中央處理器集中處理與控制技術(shù)探究

王瑩瑩

摘? 要：近年來隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛，我們在日常工作生活學習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)砹烁玫纳铙w驗。中央處理器是計算機的核心硬件設(shè)備，是計算機的重要組成部分，其性能直接影響到計算機的工作效率和用戶的使用體驗，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，需要進行更加深入的研究，對于中央處理器進行進一步的開發(fā)，促進計算機技術(shù)的進一步發(fā)展。該文主要通過對于中央處理器的簡述，介紹中央處理器的控制技術(shù)以及對于中央處理器集中處理與控制技術(shù)簡析，并且探討了中央處理器的存儲器集成技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，希望可以以此為基礎(chǔ)來促進中央處理器的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：中央處理器? 集中處理? 控制技術(shù)

中圖分類號：TP332 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）02（c）-0009-02

由于我國對于信息技術(shù)水平的重視度逐漸提高，我國的信息技術(shù)水平也得到明顯提升。計算機在各個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，將計算機作為平臺的控制中心，使得自動化辦公系統(tǒng)不斷地促進各個企業(yè)向著自動化以及智能化方向發(fā)展。

1? 中央處理器概述

中央處理器作為計算機的重要組成部分，在電腦的配件中處于核心地位。主要的工作就是對于計算機的指令進行解析以及可以對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)進行快速的處理，一臺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負責的，讀取指令，對于指令進行譯碼，最后執(zhí)行指令?？刂破骱瓦\算器是中央處理器的兩個重要組成部分，其中還有高速緩沖存儲器以及它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)和控制的總線?？上攵慌_沒有中央處理器的電腦是沒有靈魂的，無法實現(xiàn)任何的操作，下面我們來介紹一下運算器和控制器。

1.1 運算器

運算器是計算機中各種運算的部件，主要包括算術(shù)邏輯單元、中間寄存器、運算累加器、描述字寄存器以及B寄存器五大至關(guān)重要的組成部分。

一般來說，可以實現(xiàn)多組算術(shù)運算以及邏輯運算的組合電路被稱之為算術(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)邏輯單元主要進行的是加減乘法等二位元算術(shù)運算，在運算過程中，算術(shù)邏輯單元主要就是計算機的指令集中執(zhí)行算術(shù)和邏輯操作，對于一般的情況而言算術(shù)邏輯單元可以直接地對數(shù)據(jù)進行讀入和讀出，具體的體現(xiàn)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基礎(chǔ)之上。

其中有一種長度為128位的是中間寄存器，其操作數(shù)可以來決定其實際長度，中間寄存器在進棧并取數(shù)指令中會發(fā)揮至關(guān)重要的作用。指令在執(zhí)行的過程中，運算累加器的內(nèi)容必須先要發(fā)送到中間寄存器，然后經(jīng)過一系列的操作，就可以將需要的信息取到運算累加器，最后執(zhí)行的就是將中間寄存器內(nèi)容進棧，中間寄存器起到一個中間過渡的作用。

運算累加器是一種可以變長的累加器，目前大部分的寄存器都是單累加器，長度為128位。因此，在敘述指令的過程中，運算累加器的長度一般來說會取決于ACS的值，ACS的長度和ACC的長度相互影響，ACC的長度會隨著ACS長度的變化而變化。

描述字寄存器主要應(yīng)用在對于描述字的存放和修改，其長度為64位，使用描述字可以很好地簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)處理，因此描述字寄存器在指令執(zhí)行過程中也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

其中有一種長度為32位的是B寄存器，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，在修改地址的過程中，它可以非常方便地對于地址修改變量進行存儲，主存地址的修改只能利用描述字，一般來說，數(shù)組中會有多個元素，第一個元素被稱為描述字，所以如果需要訪問數(shù)組中的其他元素，修改量就會顯得尤為重要。數(shù)組一般是由數(shù)據(jù)類型相同并且大小一樣的元素組成的，并且其存儲的地址是連續(xù)的，對于數(shù)組的訪問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，因此在進行換算過程中，基本地址的相加是必不可少的，其中的硬件設(shè)備就可以完成簡單的換算工作，該過程中需要注意對其以防止數(shù)組越界。

1.2 控制器

控制器就像它的名字一樣容易理解，起到控制作用。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控制電機的開啟和關(guān)閉、調(diào)速以及制動，屬于核心的控制裝置?？刂破髦饕M成部分有程序狀態(tài)寄存器、系統(tǒng)狀態(tài)寄存器、程序計數(shù)器以及指令均存器等等，作為計算機的控制和調(diào)控中心，主要工作就是發(fā)布指令，對于整個的計算機系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)和指揮，讓計算機的每個部件能夠團結(jié)協(xié)作來完成每一項任務(wù)?？刂频姆N類主要有兩種形式，就是我們比較常見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)點和缺點。組合邏輯控制器相對而言結(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)計結(jié)構(gòu)相對比較簡單，因此，在修改某一條機器指令時需要對微程序進行重新編譯，使得速度相對較慢。

1.3 中央處理器的特性

計算機內(nèi)部的集成電路實現(xiàn)了對于計算機信號的調(diào)控，計算機會根據(jù)用戶的操作指令來進行指令任務(wù)的分配以及執(zhí)行。中央處理器可以被看作是一個規(guī)模龐大的集成電路，實現(xiàn)了對于數(shù)據(jù)的加工以及處理。與傳統(tǒng)的計算機相比較而言，現(xiàn)代計算機的存儲容器是非常大的，可以對于大量的數(shù)據(jù)進行快速高效的處理。中央處理器的核心是由控制器和運算器組成，直接地影響到計算機的整體功能，有著不可替代的作用，它們實現(xiàn)了寄存控制，邏輯運算以及信號收發(fā)等多種功能的擴散，保障了中央處理器的快、準、穩(wěn)。

2? CPU控制技術(shù)

中央處理器強大的數(shù)據(jù)處理能力可以有效地提升計算機的工作效率。對于數(shù)據(jù)的加工操作是一項比較復(fù)雜任務(wù)，中央處理器只有在收到計算機用戶下發(fā)的指令任務(wù)之后才會執(zhí)行一系列的任務(wù)，在執(zhí)行該任務(wù)的過程中，用戶輸入的指令和中央處理器的相對應(yīng)。其中中央處理器控制技術(shù)的主要形式有選擇控制、插入控制以及時間控制。

選擇控制通常來說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。中央處理器以實際情況作為基礎(chǔ)，進行選擇操作，這樣就可以比較方便地滿足用戶的數(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，運算方式是根據(jù)需求而來的，所以對于維持數(shù)據(jù)指令動作的有序性很關(guān)鍵。

插入控制主要是通過中央處理器對于操作控制信號的產(chǎn)生，通過指令的功能就能夠?qū)崿F(xiàn)這一個需求，指令可以控制相應(yīng)的部件，計算機的部件之間相互協(xié)作就可以實現(xiàn)。較多的小控制元件組合在一起，就會構(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。

時間控制就是在各個操作上應(yīng)用定時任務(wù)，執(zhí)行某個指令的時間是有限制的，必須在規(guī)定的時間范圍內(nèi)完成。中央處理器的指令一般從高速緩沖存儲器中取出，然后進行指令的編譯和解析，在這個過程中就需要嚴格地控制程序的時間，防止發(fā)生意外，造成嚴重后果。

3? 中央處理器集中處理與控制技術(shù)簡析

中央處理器是計算機的心臟，好的中央處理器能夠大大提升計算機系統(tǒng)的工作效率。中央處理器常見的控制模式就是集中處理，其中IO接口在這個過程中發(fā)揮著重要作用，對于大數(shù)據(jù)進行快速處理。中央處理器集中處理的功能對于計算機穩(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。

目前來看，數(shù)據(jù)通信是還處于飛速發(fā)展的階段，主要利用計算機技術(shù)和通信技術(shù)來實現(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)的通信主要有無線數(shù)據(jù)通信和有線數(shù)據(jù)通信兩種常見的方式，它們各有優(yōu)缺點，但是它們都非常統(tǒng)一地使用了傳輸信道作為連接計算機和數(shù)據(jù)終端的介質(zhì)，這就可以為達到不同地點的數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)軟硬件打下堅實的基礎(chǔ)，在實現(xiàn)信息資源的共享方面做出了巨大貢獻，為現(xiàn)代的數(shù)據(jù)通信打下堅實的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)通信和CPU的核心控制價值有著緊密聯(lián)系，中央處理器集中處理過程中，以用戶的需求作為基礎(chǔ)，不同的用戶設(shè)置不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，通過建立虛擬化的空間來更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信傳輸。ZooKeeper是一種非常常見的可協(xié)調(diào)系統(tǒng)，可以為其創(chuàng)建的節(jié)點作為一個重點設(shè)置，在數(shù)據(jù)傳輸通信過程中發(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)庫服務(wù)器的特征在這個過程中被淋漓盡致地體現(xiàn)出來。在現(xiàn)代化的智能辦公過程中，中央處理器可以將局域網(wǎng)作為平臺，已經(jīng)存儲的信息資源就可以以共享傳輸?shù)姆绞焦﹫F隊使用，以集中處理模塊的方式進行分散，使得資源共享更加方便，資源共享模式的覆蓋面積越來越大。

分布處理就是采用可擴展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)，利用多臺服務(wù)器來進行負載均衡，這樣就可以很明顯地降低單個服務(wù)器的壓力，并且將位置服務(wù)器的存儲信息進行定位。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壓力，不斷地提高用戶體驗度，計算機可以處理不同用戶的訪問，數(shù)據(jù)處理范圍得到持續(xù)增長。

4? 結(jié)語

綜上所述，目前我國的信息技術(shù)得到空前的發(fā)展，計算機應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛，我們在日常工作生活學習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，給人們帶來了更好的生活體驗。中央處理器作為計算機的核心，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，需要進行更加深入的研究，對于中央處理器進行進一步開發(fā)，促進計算機技術(shù)的進一步發(fā)展。

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