CPU内部是哪里存储数据的

1. CPU是作什么的，处理完之后数据又到了哪里

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解析:

CPU是PC机的大脑,计算机系统处理数据的能力主要取决于CPU.它主要执行三种基本的操作:

一.读出数据:一般从内存读取数据.

二.处理数据:通过数学运算单元和逻辑运算单元对数据进行处理.

三.写入数据:将数据写入内存.

CPU的工作就是处理存储在存储器上的信息,一般信息是按字节存储的,也就是以8位二进制数或8bit为1个单元存储,这些信息可以是数据或指令.数据是二进制度表示的字符.数字或颜色等.而指令告诉CPU对数据执行哪些操作,比如完成加法.减法或移位运算.在最简单的情况下,CPU执行数据操作公需要4个元素:

指令:如MMX,SSE,SSE2,3D!NOW......

指令指针:告诉CPU下面要执行的指令在内存中的存储位置.

寄存器:CPU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.

算术逻辑单元:在CPU中起计算器的信用执行指令中规定的算术运算和其他各种运算.

指令读取器负责从内存或CPU的存储区域中读取指令,然后把这些指令传送给指令给指令译码器,指令译码器能够把指令翻译成CPU可以执行的形式,同时决定完成该指令需要哪些凡要的操作.控制单元的作用是管理和协调芯片里的各项操作.为了保证每个操作准时发生,CPU必须有一个时钟对各种操作进行同步控制.时钟实际上是一个石英材料做成的振荡器,它能不停地发出脉冲,决定CPU的协调,它所发出的脉冲具有很好的稳定性,因此整个计算机系统的同步操作都经它发出的脉冲为准.目前,脉冲频率一般达到了(10)12赫兹,这就是我们所熟悉的CPU的主频.主频越高,表明CPU的工作速度越快.

一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作.CPU的工作就是执行指令,它的工作过程是:

指令指针给指令读取器指示存放指令的内存地址,指令读取器从内存读取指令并送给指令译码器,而指令译码器分析并决定完成指令需要的步骤.如果有数据需要处理,ALU将按指令要救工作.

从系统的内存读取指令和数据的时候,CPU并没有对数据进行处理.为了充分利用这段时间,很多CPU内部开辟了一个存储空间,用以缓冲存储从内存中读取的数据.这样指令和数据可以暂时存放在CPU内部,减少了它们在CPU和内存间的传输次数.随着各种技术水平的进一步发展,CPU增加了缓存也不能满足应用的需求了.作为缓存思路的延伸,系统制造商在CPU的高速缓存和系统内存之间增加了昂贵的高速缓存,称为二级高速缓存.在此对应,集成在CPU核心内部的缓存又被称为一级缓存.

为了改善CPU的性能,制造厂商在CPU内添加了另一个算术逻辑单元.除了采用多ALU之外,有些厂商还在CPU中集成了浮点运算单元(FPU).浮点运算单元负责运算非常大和非常小的数据.当FPU进行这些数据的运算时,ALU同时可以做其他事情,这大大提高了CPU的性能.还有一些CPU通过流水线技术以几乎并行工作的方式来提高指令的执行速度.一旦一条指令从执行第一步的电路移交给执行第二步的电路之后,执行第一步的电路便可以执行下条指令的第一步,从而速度了处理速度.为了优化流水线技术,CPU开发商又提出了如下一些想法来提升CPU的性能:

一.分支预测:推测下一步程序最可能跳到哪个分支.

二.投机执行:先期执行预测的程序分支.

三.乱序执行:具有不按程序原来的顺序执行指令序列的能力.

2. CPU都是怎么样储存信息和发送信息的

很多人都会好奇到CPU是如何工作的？它是通过什么来储存以及发送信息的？下面就让我用8060作为架构例子来为大家解释这个问题。
之所以用8060的CPU来做解释，是因为它的结构比较简单，通过学习可以轻松的进行举一反三。CPU主要是通过存储系统来完成存储信息以及发送信息的。 CPU既然要读写存储器，那么必须要用导线将它们连在一起，一般情况下称这种导线为总线，如果你有拆过机箱的话，就应该很清楚这一根根导线的大致样子。因为这些导线要发送信号，所以导线有两种电平，一种是低电平，还有一种是高电平，总线按照不同的分法又分为数据总线以及控制总线。根据这几点，CPU在读取内存的时候，大致有以下几个步骤。我们知道现在CPU是如何从储存的信息中来读取信息的了，但是CPU是怎么知道读取的信息到底是普通数据，还是即将要被执行的程序呢？
这主要是通过CPU中的寄存器来存放的，寄存器表示数据中的物理地址。CPU在维护CS和IP值的时候，每执行一句机器码，相应的数值就会指向到到下一句指令了，靠寄存器里面存放的地址，就能够区分程序和数据了。

3. 说能帮我讲解一下CPU内部的结构包括内存的存储具体方式

1. CPU内部基本结构CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字和特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。 2. 内存的存储具体方式内存就是存储程序以及数据的地方，比如当我们在使用WPS处理文稿时，当你在键盘上敲入字符时， DDR 和 DDR2 技术对比的数据,它就被存入内存中，当你选择存盘时，内存中的数据才会被存入硬（磁）盘。在进一步理解它之前，还应认识一下它的物理概念。 内存一般采用半导体存储单元，包括随机存储器（RAM），只读存储器（ROM），以及高速缓存（CACHE）。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。S（synchronous）DRAM 同步动态随机存取存储器：SDRAM为168脚，这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起，使CPU和RAM能够共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作，每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据，速度比EDO内存提高50%。DDR（DOUBLE DATA RATE）RAM ：SDRAM的更新换代产品，他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。 ●只读存储器（ROM） ROM表示只读存储器（Read Only Memory），在制造ROM的时候，信息（数据或程序）就被存入并永久保存。这些信息只能读出，一般不能写入，即使机器停电，这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据，如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式（DIP）的集成块。 ●随机存储器（RAM） </B> 随机存储器（Random Access Memory）表示既可以从中读取数据，也可以写入数据。当机器电源关 内存闭时，存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存，内存条（SIMM）就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上，以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有1G／条,2G/条,4G/条等。 ●高速缓冲存储器（Cache） </B> Cache也是我们经常遇到的概念，也就是平常看到的一级缓存(L1 Cache)、二级缓存(L2 Cache)、三级缓存(L3 Cache)这些数据，它位于CPU与内存之间，是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时，这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时，CPU就从高速缓冲存储器读取数据，而不是访问较慢的内存，当然，如需要的数据在Cache中没有，CPU会再去读取内存中的数据。 物理存储器和存储地址空间是两个不同的概念。但是由于这两者有十分密切的关系，而且两者都用内存B、KB、MB、GB来度量其容量大小，因此容易产生认识上的混淆。初学者弄清这两个不同的概念，有助于进一步认识内存储器和用好内存储器。 物理存储器是指实际存在的具体存储器芯片。如主板上装插的内存条和装载有系统的BIOS的ROM芯片，显示卡上的显示RAM芯片和装载显示BIOS的ROM芯片，以及各种适配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存储器。 存储地址空间是指对存储器编码（编码地址）的范围。所谓编码就是对每一个物理存储单元（一个字节）分配一个号码，通常叫作“编址”。分配一个号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它，完成数据的读写，这就是所谓的“寻址”（所以，有人也把地址空间称为寻址空间）。 地址空间的大小和物理存储器的大小并不一定相等。举个例子来说明这个问题：某层楼共有17个房间，其编号为801～817。这17个房间是物理的，而其地址空间采用了三位编码，其范围是800～899共100个地址，可见地址空间是大于实际房间数量的。 对于386以上档次的微机，其地址总线为32位，因此地址空间可达2的32次方,即4GB。（虽然如此，但是我们一般使用的一些操作系统例如windows xp、却最多只能识别或者使用3.25G的内存，64位的操作系统能识别并使用4G和4G以上的的内存， 好了，现在可以解释为什么会产生诸如：常规内存、保留内存、上位内存、高端内存、扩充内存和扩展内存等不同内存类型。

4. CPU的内部是怎样的

CPU的内部结构 现在我们已经大概知道CPU是负责些什么事情，但是具体由哪些部件负责处理数据和执行程序呢？ 1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit) ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的，这里就相当于工厂中的生产线，负责运算数据。 2.寄存器组 RS(Register Set或Registers) RS实质上是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。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的，分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途。通用寄存器的数目因微处理器而异。 3.控制单元(Control Unit) 正如工厂的物流分配部门，控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。 4.总线(Bus) 就像工厂中各部位之间的联系渠道，总线实际上是一组导线，是各种公共信号线的集合，用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。直接和CPU相连的总线可称为局部总线。其中包括: 数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus) 、控制总线CB(Control Bus)。其中，数据总线用来传输数据信息；地址总线用于传送CPU发出的地址信息；控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 CPU的工作流程 由晶体管组成的CPU是作为处理数据和执行程序的核心，其英文全称是:Central Processing Unit，即中央处理器。首先，CPU的内部结构可以分为控制单元，逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储单元)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。在这个过程中，我们注意到从控制单元开始，CPU就开始了正式的工作，中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理，交到存储单元代表工作的结束。 数据与指令在CPU中的运行 刚才已经为大家介绍了CPU的部件及基本原理情况，现在，我们来看看数据是怎样在CPU中运行的。我们知道，数据从输入设备流经内存，等待CPU的处理，这些将要处理的信息是按字节存储的，也就是以8位二进制数或8比特为1个单元存储，这些信息可以是数据或指令。数据可以是二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作，比如完成加法、减法或移位运算。 我们假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先，指令指针(Instruction Pointer)会通知CPU，将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址)，可以根据这些地址把数据取出，通过地址总线送到控制单元中，指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令，翻译成CPU可以执行的形式，然后决定完成该指令需要哪些必要的操作，它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算，告诉指令读取器什么时候获取数值，告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。 假如数据被送往算术逻辑单元，数据将会执行指令中规定的算术运算和其他各种运算。当数据处理完毕后，将回到寄存器中，通过不同的指令将数据继续运行或者通过DB总线送到数据缓存器中。 基本上，CPU就是这样去执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。但在通常情况下，一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作，CPU的工作就是执行这些指令，完成一条指令后，CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。这个过程不断快速地重复，快速地执行一条又一条指令，产生你在显示器上所看到的结果。我们很容易想到，在处理这么多指令和数据的同时，由于数据转移时差和CPU处理时差，肯定会出现混乱处理的情况。为了保证每个操作准时发生，CPU需要一个时钟，时钟控制着CPU所执行的每一个动作。时钟就像一个节拍器，它不停地发出脉冲，决定CPU的步调和处理时间，这就是我们所熟悉的CPU的标称速度，也称为主频。主频数值越高，表明CPU的工作速度越快。 如何提高CPU工作效率 既然CPU的主要工作是执行指令和处理数据，那么工作效率将成为CPU的最主要内容，因此，各CPU厂商也尽力使CPU处理数据的速度更快。 根据CPU的内部运算结构，一些制造厂商在CPU内增加了另一个算术逻辑单元(ALU)，或者是另外再设置一个处理非常大和非常小的数据浮点运算单元(Floating Point Unit，FPU)，这样就大大加快了数据运算的速度。 而在执行效率方面，一些厂商通过流水线方式或以几乎并行工作的方式执行指令的方法来提高指令的执行速度。刚才我们提到，指令的执行需要许多独立的操作，诸如取指令和译码等。最初CPU在执行下一条指令之前必须全部执行完上一条指令，而现在则由分布式的电路各自执行操作。也就是说，当这部分的电路完成了一件工作后，第二件工作立即占据了该电路，这样就大大增加了执行方面的效率。 另外，为了让指令与指令之间的连接更加准确，现在的CPU通常会采用多种预测方式来控制指令更高效率地执行。

5. cpu的数据主要来源于哪三个方面

1.主频
主频，也就是cpu的时钟频率，简单地说也就是cpu的工作频率，例如我们常说的p4(奔四)1.8ghz，这个1.8ghz(1800mhz)就是cpu的主频。一般说来，一个时钟周期完成的指令数是固定的，所以主频越高，cpu的速度也就越快。主频=外频x倍频。
此外，需要说明的是amd的athlon
xp系列处理器其主频为pr(performance
rating)值标称，例如athlon
xp
1700+和1800+。举例来说，实际运行频率为1.53ghz的athlon
xp标称为1800+，而且在系统开机的自检画面、windows系统的系统属性以及wcpuid等检测软件中也都是这样显示的。
2.外频
外频即cpu的外部时钟频率，主板及cpu标准外频主要有66mhz、100mhz、133mhz几种。此外主板可调的外频越多、越高越好，特别是对于超频者比较有用。
3.倍频
倍频则是指cpu外频与主频相差的倍数。例如athlon
xp
2000+的cpu，其外频为133mhz，所以其倍频为12.5倍。
4.接口
接口指cpu和主板连接的接口。主要有两类，一类是卡式接口，称为slot，卡式接口的cpu像我们经常用的各种扩展卡，例如显卡、声卡等一样是竖立插到主板上的，当然主板上必须有对应slot插槽，这种接口的cpu目前已被淘汰。另一类是主流的针脚式接口，称为socket，socket接口的cpu有数百个针脚，因为针脚数目不同而称为socket370、socket478、socket462、socket423等。
5.缓存
缓存就是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与cpu交换数据，因此速度极快，所以又被称为高速缓存。与处理器相关的缓存一般分为两种——l1缓存，也称内部缓存；和l2缓存，也称外部缓存。例如pentium4“willamette”内核产品采用了423的针脚架构，具备400mhz的前端总线，拥有256kb全速二级缓存，8kb一级追踪缓存，sse2指令集。
内部缓存(l1
cache)
也就是我们经常说的一级高速缓存。在cpu里面内置了高速缓存可以提高cpu的运行效率，内置的l1高速缓存的容量和结构对cpu的性能影响较大，l1缓存越大，cpu工作时与存取速度较慢的l2缓存和内存间交换数据的次数越少，相对电脑的运算速度可以提高。不过高速缓冲存储器均由静态ram组成，结构较复杂，在cpu管芯面积不能太大的情况下，l1级高速缓存的容量不可能做得太大，l1缓存的容量单位一般为kb。
外部缓存(l2
cache)
cpu外部的高速缓存，外部缓存成本昂贵，所以pentium
4
willamette核心为外部缓存256k，但同样核心的赛扬4代只有128k。
6.多媒体指令集
为了提高计算机在多媒体、3d图形方面的应用能力，许多处理器指令集应运而生，其中最著名的三种便是intel的mmx、sse/sse2和amd的3d
now！指令集。理论上这些指令对目前流行的图像处理、浮点运算、3d运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。
7.制造工艺
早期的处理器都是使用0.5微米工艺制造出来的，随着cpu频率的增加，原有的工艺已无法满足产品的要求，这样便出现了0.35微米以及0.25微米工艺。制作工艺越精细意味着单位体积内集成的电子元件越多，而现在，采用0.18微米和0.13微米制造的处理器产品是市场上的主流，例如northwood核心p4采用了0.13微米生产工艺。而在2003年，intel和amd的cpu的制造工艺会达到0.09毫米。
8.电压(vcore)
cpu的工作电压指的也就是cpu正常工作所需的电压，与制作工艺及集成的晶体管数相关。正常工作的电压越低，功耗越低，发热减少。cpu的发展方向，也是在保证性能的基础上，不断降低正常工作所需要的电压。例如老核心athlon
xp的工作电压为1.75v，而新核心的athlon
xp其电压为1.65v。
9.封装形式
所谓cpu封装是cpu生产过程中的最后一道工序，封装是采用特定的材料将cpu芯片或cpu模块固化在其中以防损坏的保护措施，一般必须在封装后cpu才能交付用户使用。cpu的封装方式取决于cpu安装形式和器件集成设计，从大的分类来看通常采用socket插座进行安装的cpu使用pga(栅格阵列)方式封装，而采用slot
x槽安装的cpu则全部采用sec(单边接插盒)的形式封装。现在还有plga(plastic
land
grid
array)、olga(organic
land
grid
array)等封装技术。由于市场竞争日益激烈，目前cpu封装技术的发展方向以节约成本为主。

6. 计算机中能直接被CPU存取的信息是存放在（ ）中

内存。

内存是外存与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中进行。内存性能的强弱影响计算机整体发挥的水平。

内存(Memory)也称内存储器和主存储器，它用于暂时存放CPU中的运算数据，与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机开始运行，操作系统就会把需要运算的数据从内存调到CPU中进行运算。当运算完成，CPU将结果传送出来。内存的运行也决定计算机整体运行快慢的程度。内存条由内存芯片、电路板、金手指等部分组成。

(6)CPU内部是哪里存储数据的扩展阅读

内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。

我们平常使用的程序，如：Windows操作系统、打字软件、游戏软件等。一般安装在硬盘等外存上，但仅此是不能使用其功能，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能。

我们平时输入一段文字或玩一个游戏，其实是在内存中进行。好比在一个书房，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存，我们工作的办公桌相当于内存。

通常，我们把要永久保存、大量数据存储在外存上，把一些临时或少量的数据和程序放在内存上。当然，内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。

内存是暂时存储程序以及数据的地方。当我们使用WPS处理文稿时，当你在键盘上敲入字符时，它被存入内存中。当你选择存盘时，内存中的数据才会被存入硬（磁）盘。

7. 内存、cpu、寄存器、存储器和磁盘分别在哪儿有什么联系和区别

cpu的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。
cup存储单元有寄存器和高速缓冲存储器，
寄存器（register）是cpu内部的元件，所以在寄存器之间的数据传送非常快。
用途：
1.可将寄存器内的数据执行算术及逻辑运算。
2.存于寄存器内的地址可用来指向内存的某个位置，即寻址。
3.可以用来读写数据到电脑的周边设备。
寄存器数量：
1、8个通用寄存器：
数据寄存器：ax,bx,cx,dx
指针寄存器：sp（堆栈指针）,bp（基址指针）
变址寄存器：si（原地址）,di（目的地址）
2、控制寄存器（2个）
3、段寄存器（4个）
高速缓存：
缓存大小也是cpu的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对cpu速度的影响非常大，cpu内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。实际工作时，cpu往往需要重复读取同样的数据块，而缓存容量的增大，可以大幅度提升cpu内部读取数据的命中率，而不用再到内存或者硬盘上寻找，以此提高系统性能。但是由于cpu芯片面积和成本的因素来考虑，缓存都很小。
l1
cache(一级缓存)是cpu第一层高速缓存，分为数据缓存和指令缓存。内置的l1高速缓存的容量和结构对cpu的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态ram组成，结构较复杂，在cpu管芯面积不能太大的情况下，l1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般服务器cpu的l1缓存的容量通常在32—256kb。
l2
cache(二级缓存)是cpu的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。l2高速缓存容量也会影响cpu的性能，原则是越大越好，现在家庭用cpu容量最大的是512kb，而服务器和工作站上用cpu的l2高速缓存更高达256-1mb，有的高达2mb或者3mb。
l3
cache(三级缓存)，分为两种，早期的是外置，现在的都是内置的。而它的实际作用即是，l3缓存的应用可以进一步降低内存延迟，同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。而在服务器领域增加l3缓存在性能方面仍然有显著的提升。比方具有较大l3缓存的配置利用物理内存会更有效，故它比较慢的磁盘i/o子系统可以处理更多的数据请求。具有较大l3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短消息和处理器队列长度

8. cpu是本身没有存放数据的结构吗

有的，但是CPU内置数据存储结构与内存和硬盘不同，CPU本身会存储一些固定的信息比如各种指令集；此外CPU还有L1、L2、L3级高速缓存（不是所有CPU都有三级缓存，有的可能只给了L1、或者L1+L2），三级缓存读写速度快，延迟低，是用于CPU内部数据演算交换的草稿纸。