現在電腦早已成為人們生活中不可或缺的一部分了,而熟悉電腦的人都知道電腦里面有個CPU,但是要問起來CPU到底是什么,恐怕很多人都是說不上來一個道道的,今天就舉個例子說明一下CPU到底是什么。
?
?
就像我們每個人都有自己的大腦一樣,其實CPU就是計算機的大腦,它又叫中央處理器,是一塊超大規模的集成電路,同時還是計算機中不可或缺的最重要的部件,沒有之一
?
在我們熟悉的上面的物質中,都有一個或者多個CPU,飛機依靠機載電腦導航;導彈依靠CPU飛行并識別目標;坦克和汽車依靠CPU和北斗系統聯系;電視依靠CPU存儲節目,更換頻道等;冰箱依靠CPU控制溫度;洗衣機電飯煲依靠CPU定時等。總之,在今天,無論國家還是個人,都已經無法離開CPU而存在了。
為了說明什么是CPU,以下面最簡單的CPU結構框圖為基礎。
?
其中,存儲單元、控制單元和運算單元通常也稱為存儲器、控制器和運算器。
舉個例子:
疫情期間,家庭主婦小王準備到樓下小賣部買點東西,她數學不太好,于是先用紙條把
?
要買的東西記下來,然后拿了個計算器(當然她也可以心算),對著紙條開始算了起來。
這個例子可以很好地和CPU的結構框圖對應起來:
其中存儲器對應小王拿的那張紙,運算器對應小王拿的那個計算器(或者心算),關鍵是,CPU中的控制器對應哪部分呢?我們知道,小王要計算出買這些東西要多少錢,她先要在計算器上打出紙條上的第一行兩包中華煙120這個數字,小王接著會往那張紙的下面看,接著打出加號,和兩瓶醬油10塊這個數字,最后算出了總共需要178元。記住,往下面看這個動作,對于我們正常的人類來說,是多么輕松,又多么自然,但是,CPU可是死的,是由一個個二極管三極管組成的,而二極管三極管說到底是由沙子制造出來的,如果沒有人的控制,沙子是不可能知道什么往下看的,所以,控制器起的作用就是控制運算器在做完一件事以后,接著往下看要做哪一件事情。如果把那張紙條想象成為五個計算機程序中的指令,那么運算器執行完一條指令以后,控制器就必須讓計算器執行第二條指令,而控制器要做到這一點,首先必須知道第二條指令放在什么地方,然后才能告訴計算器要算的第二個數字。在這個例子中,小王本人就起到了CPU中的控制器的作用。我們知道,CPU是任何計算機中的核心部件,而在CPU中,最重要的核心部件又是計算器,存儲器和控制器都是為運算器的工作提供服務的。
到此為止,我們就已經大概知道了CPU的內部結構:存儲器、運算器、控制器是怎么回事了。我們知道,CPU就相當于人的大腦,但是你注意到沒有,框圖中的存儲器、運算器、控制器都是在CPU這塊芯片內部,但小王拿的那張紙和計算器都在她的大腦以外,那么怎么把CPU和小王的大腦完美地對應起來呢?很簡單,如果小王能夠記住她要買的那五樣東西,那么就相當于她的腦袋里面有了一塊存儲器;如果小王數學足夠好,能夠心算出總的購物款,那就相當于她的腦袋里面有了一個計算器;如果小王的智力正常,知道算完了買第一樣東西的錢接著要算第二樣,那就相當于小王的腦袋里面同樣有了一個控制器;無論小王腦袋里面的存儲器、運算器還是控制器,都是由生物神經元細胞組成,而CPU的這三樣東西都是由半導體電路組成,人類之所以要制造CPU,就是想用電路去模擬人類大腦的功能,僅此而已。