简单讨论CPU的组成和其工作的流程
概述
本文我们将简要探讨CPU的构成及其工作流程，旨在提供清晰基础的描述
CPU组成
我总结了一下，很多资料对此处的分类不尽相同，但基本遵守 控制单元、运算单元和存储单元三大部分的分类
控制单元 CU
它不是一个单独的硬件，而是达成一个目标的组件的总称
控制单元解码并执行指令，它从内存中获取指令、解码指令，协同其他部件
- 协调和控制CPU各部件工作
- 控制指令的获取和解码
- 产生控制信号指挥其他部件工作
一般认为控制单元的重要组成部件是
- 程序计数器 PC：用来存放下一条要执行的指令的地址
- 指令寄存器 IR：用来存放正在执行的指令
- 操作码译码器
- 控制信号产生器
- 时序信号产生器
算数逻辑单元 ALU
负责执行所有算数和逻辑运算
- 执行算术运算 （加减乘除）
- 执行逻辑运算 （与、或、非）
- 进行数据比较和移位操作
寄存器
寄存器是存储在CPU内部的小型高速存储单元，用于临时保存数据、指令和地址。有用于控制的，也有用于运算的
运算器有：累加器、运算结果状态寄存器
控制器有：指令寄存器、程序计数器、状态寄存器
- 程序计数器 PC：存储下一条指令的地址
- 指令寄存器 IR：存储当前执行的指令
- 状态寄存器：存储CPU的状态信息
相关概念：
通用寄存器组（编程可访问）：是一组可以通过编程访问的、具有多种功能的寄存器
用于暂时村饭操作运算结果，例如累加寄存器AC，CPU中的累加寄存器不止一个，多达几十个甚至更多。或用作基址寄存器或用作变址寄存器，用作计数器等。因此被称为通用寄存器
通用寄存器可以在指令中访问
暂存器：用户不可直接访问的寄存器，用来暂存数据。
暂存器在指令中不可访问，对用户来说是透明的
缓存
是一种临时数据存储器，可以加速数据的读取并减少访问主内存的次数。
- L1：最贵最靠近CPU核心，速度最快，容量最小
- L2：稍远，速度次之，容量大一些
- L3：最远，多核共享，容量最大
时钟：
时钟信号协同控制CPU的工作节奏，时钟频率（GHz）指示了CPU每秒可以执行的最大周期数。
CPU工作过程
取值
CPU从内存中取出下一条要执行的指令，地址由程序计数器指向。取值操作将指令加载到指令寄存器中，然后程序计数器递增指向下一条指令。
解码
控制单元读取指令寄存器中的指令，将其解码为控制型号，以便理解这条指令需要进行什么操作。
执行
根据解码结果，CPU执行对应的计算
写回
执行结果被写入到合适的寄存器中，有时也会写回内存。
存储（如果需要）
在真正的程序进行时，计算机进行运算执行的时候，还有各种硬件配合运行，比如总线（信号传输）等，本文只是简单梳理CPU相关组件和CPU工作流程