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6ES7417-4XL00-0AB0模块

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取指令（IF，instruction fetch），即将 条指令从主存储器中取到指令寄存器的过程。程序计数器中的数值，用来指示当前指令在主存中的位置。当  条指令被取出后，PC中的数值将根据指令字长度自动递增。 [1]  

指令译码阶段（ID，instruction decode），取出指令后，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类 别以及各种获取操作数的方法。 [1]  

执行指令阶段（EX，execute），具体实现指令的功能。CPU的不同部分被连接起来，以执行所需的操作。

访存取数阶段（MEM，memory），根据指令需要访问主存、读取操作数，CPU得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。部分指令不需要访问主存，则可以跳过该阶段。 [1]  

结果写回阶段（WB，write back），作为 后 个阶段，结果写回阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回"到某种存储形式。结果数据 般会被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取；许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的操作结果，可被用来影响程序的动作。 [1]  

在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就从程序计数器中取得下 条指令地址，开始新 轮的循环，下 个指令周期将顺序取出下 条指令。 [1]  

对于CPU而言，影响其性能的指标主要有主频、 CPU的位数以及CPU的缓存指令集。所谓CPU的主频，指的就是时钟频率，它直接的决定了CPU的性能，因此要想CPU的性能得到很好地提高，提高CPU的主频是 个很好地途径。而CPU的位数指的就是处理器能够 次性计算的浮点数的位数，通常情况下，CPU的位数越高，CPU 进行运算时候的速度就会变得越快。现在CPU的位数 般为32位或者64位。以前人们使用的计算机都是32位系统， 近年来人们使用的计算机的处理器中64位所占用的比例则显得更多，这是因为64位的计算机的运行速度变得更快，提高了人们的工作效率。而CPU的缓存指令集是存储在CPU内部的，主要指的是能够对CPU的运算进行指导以及优化的硬程序。 般来讲，CPU 的缓存可以分为 缓存、缓存和缓存，而那些处理能力比较强的处理器则 般具有较大的缓存。 [4]  

通常来讲，CPU的结构可以大致分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。所谓运算逻辑部件，主要能够进行相关的逻辑运算，如：可以执行移位操作以及逻辑操作，除此之外还可以执行定点或浮点算术运算操作以及地址运算和转换等命令，是 种多功能的运算单元。而寄存器部件则是用来暂存指令、数据和地址的。控制部件则是主要用来对指令进行分析并且能够发出相应的控制信号。而计算机的内存又可以分为随机存取存储器（RAM）和只读储存器(ROM)。两者的区别在于，随机存取存储器能够与CPU直接的进行数据的交换，也可以将其称为主存。对于RAM可以随时的进行读写，而且这个过程的速度很快，因此由于主存所具有的这个优点也往往将其作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介；而只读存储器ROM是 种只能读出事先所存数据的存储器，使用者对于其内部存储的资料没有改变的权限也无法对其进行删除，并且在电源关闭以后资料并不会消失。这种内存也得到了广泛的应用，在那些资料不需要经常变更的电子或电脑系统中得到了很好地应用。 [4]  

对于中央处理器来说，可将其看作个规模较大的集成电路，其主要任务是加工和处理各种数据。传统计算机的储存容量相对较小，其对大规模数据的处理过程中具有定难度，且处理效果相对较低。随着我国信息技术水平的迅速发展，随之出现了高配置的处理器计算机，将高配置处理器作为控制中心，对提高计算机CPU的结构功能发挥重要作用。中央处理器中的核心部分就是控制器、运算器，其对提高计算机的整体功能起着重要作用，能够实现寄存控制、逻辑运算、信号收发等多项功能的扩散，为提升计算机的性能奠定良好基础。 [2]  

集成电路在计算机内起到了调控信号的作用，根据用户操作指令执行不同的指令任务。中央处理器是块超大规模的集成电路。它由运算器、控制器、寄存器等组成，如下图，关键操作在于对各类数据的加工和处理。 [5]  

传统计算机存储容量较小，面对大规模数据集的操作效率偏低。新代计算机采用高配置处理器作为控制中心，CPU在结构功能方面有了很大的提升空间。中央处理器以运算器、控制器为主要装置，逐渐扩散为逻辑运算、寄存控制、程序编码、信号收发等多项功能。这些都加快了CPU调控性能的优化升。 [5]  

CPU总线是在计算机系统中 快的总线，同时也是芯片组与主板的核心。人们通常把和CPU直接相连的局部总线叫做CPU总线或者称之为内部总线，将那些和各种通用的扩展槽相接的局部总线叫做系统总线或者是外部总线。在内部结构比较单的CPU中，往往只设置组数据传送的总线即CPU内部总线，用来将CPU内部的寄存器和算数逻辑运算部件等连接起来，因此也可以将这类的总线称之为ALU总线。而部件内的总线，通过使用组总线将各个芯片连接到起，因此可以将其称为部件内总线，般会包含地址线以及数据线这两组线路。系统总线指的是将系统内部的各个组成部分连接在起的线路，是将系统的整体连接到起的基础；而系统外的总线，是将计算机和其他的设备连接到起的基础线路。 [4]  

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