中央处理器集中处理与控制技术探究

来源:用户上传      作者:王莹莹

　　摘  要：近年来随着计算机技术和网络技术的飞速发展，计算机应用的领域越来越广泛，我们在日常工作生活学习的方方面面都可以看到网络技术的身影，并且一直在影响着我们工作生活，给我带来了更好的生活体验。中央处理器是计算机的核心硬件设备，是计算机的重要组成部分，其性能直接影响到计算机的工作效率和用户的使用体验，其功能主要有数据通信、资源共享以及分布处理等，为了能够更好地发挥这些功能，需要进行更加深入的研究，对于中央处理器进行进一步的开发，促进计算机技术的进一步发展。该文主要通过对于中央处理器的简述，介绍中央处理器的控制技术以及对于中央处理器集中处理与控制技术简析，并且探讨了中央处理器的存储器集成技术的相关内容，希望可以以此为基础来促进中央处理器的不断发展。
　　关键词：中央处理器  集中处理  控制技术
　　中图分类号：TP332    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）02（c）-0009-02
　　由于我国对于信息技术水平的重视度逐渐提高，我国的信息技术水平也得到明显提升。计算机在各个行业得到广泛应用，将计算机作为平台的控制中心，使得自动化办公系统不断地促进各个企业向着自动化以及智能化方向发展。
　　1  中央处理器概述
　　中央处理器作为计算机的重要组成部分，在电脑的配件中处于核心地位。主要的工作就是对于计算机的指令进行解析以及可以对于复杂的数据进行快速的处理，一台电脑要想正常的工作，其中的所有操作都是由中央处理器来负责的，读取指令，对于指令进行译码，最后执行指令。控制器和运算器是中央处理器的两个重要组成部分，其中还有高速缓冲存储器以及它们之间联系的数据和控制的总线。可想而知一台没有中央处理器的电脑是没有灵魂的，无法实现任何的操作，下面我们来介绍一下运算器和控制器。
　　1.1 运算器
　　运算器是计算机中各种运算的部件，主要包括算术逻辑单元、中间寄存器、运算累加器、描述字寄存器以及B寄存器五大至关重要的组成部分。
　　一般来说，可以实现多组算术运算以及逻辑运算的组合电路被称之为算术逻辑单元，在中央处理器中处于占据着非常重要的位置。算术逻辑单元主要进行的是加减乘法等二位元算术运算，在运算过程中，算术逻辑单元主要就是计算机的指令集中执行算术和逻辑操作，对于一般的情况而言算术逻辑单元可以直接地对数据进行读入和读出，具体的体现在于处理器控制器，内存以及输入输出设备等方面，输入输出主要是建立在总线的基础之上。
　　其中有一种长度为128位的是中间寄存器，其操作数可以来决定其实际长度，中间寄存器在进栈并取数指令中会发挥至关重要的作用。指令在执行的过程中，运算累加器的内容必须先要发送到中间寄存器，然后经过一系列的操作，就可以将需要的信息取到运算累加器，最后执行的就是将中间寄存器内容进栈，中间寄存器起到一个中间过渡的作用。
　　运算累加器是一种可以变长的累加器，目前大部分的寄存器都是单累加器，长度为128位。因此，在叙述指令的过程中，运算累加器的长度一般来说会取决于ACS的值，ACS的长度和ACC的长度相互影响，ACC的长度会随着ACS长度的变化而变化。
　　描述字寄存器主要应用在对于描述字的存放和修改，其长度为64位，使用描述字可以很好地简化数据结构处理，因此描述字寄存器在指令执行过程中也发挥着至关重要的作用。
　　其中有一种长度为32位的是B寄存器，指令的修改与它密切相关，在其中发挥着不可替代的作用，在修改地址的过程中，它可以非常方便地对于地址修改变量进行存储，主存地址的修改只能利用描述字，一般来说，数组中会有多个元素，第一个元素被称为描述字，所以如果需要访问数组中的其他元素，修改量就会显得尤为重要。数组一般是由数据类型相同并且大小一样的元素组成的，并且其存储的地址是连续的，对于数组的访问最好使用向量描述字，非常方便，向量描述字中的地址是字节地址，因此在进行换算过程中，基本地址的相加是必不可少的，其中的硬件设备就可以完成简单的换算工作，该过程中需要注意对其以防止數组越界。
　　1.2 控制器
　　控制器就像它的名字一样容易理解，起到控制作用。根据预定的顺序，改变主电路或者控制电路的接线，利用电阻值的改变来控制电机的开启和关闭、调速以及制动，属于核心的控制装置。控制器主要组成部分有程序状态寄存器、系统状态寄存器、程序计数器以及指令均存器等等，作为计算机的控制和调控中心，主要工作就是发布指令，对于整个的计算机系统进行协调和指挥，让计算机的每个部件能够团结协作来完成每一项任务。控制的种类主要有两种形式，就是我们比较常见的组合逻辑控制器以及微程序控制器两种，两种控制形式各有各的优点和缺点。组合逻辑控制器相对而言结构较为复杂，但是它的速度是比微程序控制器要快。微程序控制器的设计结构相对比较简单，因此，在修改某一条机器指令时需要对微程序进行重新编译，使得速度相对较慢。
　　1.3 中央处理器的特性
　　计算机内部的集成电路实现了对于计算机信号的调控，计算机会根据用户的操作指令来进行指令任务的分配以及执行。中央处理器可以被看作是一个规模庞大的集成电路，实现了对于数据的加工以及处理。与传统的计算机相比较而言，现代计算机的存储容器是非常大的，可以对于大量的数据进行快速高效的处理。中央处理器的核心是由控制器和运算器组成，直接地影响到计算机的整体功能，有着不可替代的作用，它们实现了寄存控制，逻辑运算以及信号收发等多种功能的扩散，保障了中央处理器的快、准、稳。
　　2  CPU控制技术
　　中央处理器强大的数据处理能力可以有效地提升计算机的工作效率。对于数据的加工操作是一项比较复杂任务，中央处理器只有在收到计算机用户下发的指令任务之后才会执行一系列的任务，在执行该任务的过程中，用户输入的指令和中央处理器的相对应。其中中央处理器控制技术的主要形式有选择控制、插入控制以及时间控制。 　　选择控制通常来说就是一种集中处理模式的操作，它是在具体程序指令之后建立的。中央处理器以实际情况作为基础，进行选择操作，这样就可以比较方便地满足用户的数据流程需求。指令控制技術非常关键，发挥着重要作用，运算方式是根据需求而来的，所以对于维持数据指令动作的有序性很关键。
　　插入控制主要是通过中央处理器对于操作控制信号的产生，通过指令的功能就能够实现这一个需求，指令可以控制相应的部件，计算机的部件之间相互协作就可以实现。较多的小控制元件组合在一起，就会构成一种集中处理模式，能够更好地完成中央处理器数据处理。
　　时间控制就是在各个操作上应用定时任务，执行某个指令的时间是有限制的，必须在规定的时间范围内完成。中央处理器的指令一般从高速缓冲存储器中取出，然后进行指令的编译和解析，在这个过程中就需要严格地控制程序的时间，防止发生意外，造成严重后果。
　　3  中央处理器集中处理与控制技术简析
　　中央处理器是计算机的心脏，好的中央处理器能够大大提升计算机系统的工作效率。中央处理器常见的控制模式就是集中处理，其中IO接口在这个过程中发挥着重要作用，对于大数据进行快速处理。中央处理器集中处理的功能对于计算机稳定的控制流程有着至关重要的作用，其中主要包括数据通信、资源共享以及分布式处理等。
　　目前来看，数据通信是还处于飞速发展的阶段，主要利用计算机技术和通信技术来实现两地间的信息传递。传输信道就是两地间的信息传输的介质。传统的通信主要有无线数据通信和有线数据通信两种常见的方式，它们各有优缺点，但是它们都非常统一地使用了传输信道作为连接计算机和数据终端的介质，这就可以为达到不同地点的数据终端实现软硬件打下坚实的基础，在实现信息资源的共享方面做出了巨大贡献，为现代的数据通信打下坚实的基础。数据通信和CPU的核心控制价值有着紧密联系，中央处理器集中处理过程中，以用户的需求作为基础，不同的用户设置不同的网络节点，通过建立虚拟化的空间来更好地实现数据通信传输。ZooKeeper是一种非常常见的可协调系统，可以为其创建的节点作为一个重点设置，在数据传输通信过程中发挥的重要的作用。
　　数据资源共享主要包括中央处理器集中处理的数据信息，数据库服务器的特征在这个过程中被淋漓尽致地体现出来。在现代化的智能办公过程中，中央处理器可以将局域网作为平台，已经存储的信息资源就可以以共享传输的方式供团队使用，以集中处理模块的方式进行分散，使得资源共享更加方便，资源共享模式的覆盖面积越来越大。
　　分布处理就是采用可扩展的系统结构来实现分布式的网络存储系统，利用多台服务器来进行负载均衡，这样就可以很明显地降低单个服务器的压力，并且将位置服务器的存储信息进行定位。分布式控制系统将核心放到了中央处理器上，这样一个比较大规模的集成电路就形成了，可以抗住非常大的访问压力，不断地提高用户体验度，计算机可以处理不同用户的访问，数据处理范围得到持续增长。
　　4  结语
　　综上所述，目前我国的信息技术得到空前的发展，计算机应用的领域越来越广泛，我们在日常工作生活学习的方方面面都可以看到网络技术的身影，并且一直在影响着人们工作生活，给人们带来了更好的生活体验。中央处理器作为计算机的核心，发挥着非常重要的作用，其功能主要有数据通信、资源共享以及分布处理等，为了能够更好地发挥这些功能，需要进行更加深入的研究，对于中央处理器进行进一步开发，促进计算机技术的进一步发展。
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