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KS3 計算機/硬體

來自華夏公益教科書

處理器

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每臺計算機的核心都是CPU(中央處理單元)- 計算機的“大腦”。它指的是處理器中“處理”資料和指令的那部分。

中央處理單元 (CPU),也稱為處理器,位於計算機機箱內部的 主機板上。

CPU 如何與記憶體和其他部件互動


下面是標準計算機體系結構的圖片。您可以進一步瞭解以下元件;


處理器的主要功能

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處理器的主要功能是執行操作,它透過以下方式實現:

  • 獲取下一條指令
  • 解碼指令
  • 執行解碼後的指令

直到沒有更多指令。

處理器的組成部分

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處理器由兩個元件組成:[1]

  • 控制單元
  • 算術邏輯單元


控制單元(或CU)
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控制單元將每條指令解碼成執行該指令的電訊號,並獲取下一條指令。

算術邏輯單元(或ALU)
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執行所有數學和邏輯運算,即加法、減法和比較(關係運算,如 =、< 和 >)

可以稱為處理器的處理部分。


記憶體單元/快取

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一些 CPU 始終從主記憶體中讀取每條指令,並將每次 ALU 計算的結果儲存到主記憶體中。

大多數 CPU 晶片還包含一些非常快的記憶體,用作處理器和主記憶體之間的中介。

儲存最頻繁或最近使用過的指令和資料,以便快速檢索。

通常為少量記憶體。

核心是一個可以獲取和解碼指令的單個處理器。在多核處理器上,有多個處理器,每個處理器同時獲取和執行指令。每個處理器並不更快,但獲取和執行指令的總速率乘以核心的數量。

具有兩個核心的處理器稱為雙核處理器;具有三個核心的處理器稱為三核處理器;具有四個核心的處理器稱為四核處理器;具有六個核心的處理器稱為六核處理器。對於其他數量的核心,使用數字本身,例如“12 核處理器”。

核心數量越多,計算機效能越好。

時鐘速度

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時鐘速度決定了指令執行的速度。時鐘速度越高,每個指令的獲取和執行速度越快。處理器有一個內部時鐘(只是一個振盪晶體)。晶體每次振動都是時鐘的一個刻度。時鐘的刻度然後用於同步處理器的所有部分。處理器的每次操作都需要固定的刻度數。因此,如果時鐘刻度更快,則處理的指令更多。

處理器的速度以兆赫 (MHz) 或每秒百萬條指令和吉赫 (GHz) 或每秒十億條指令來衡量。更快的處理器可以更快地執行指令。但是,計算機的實際速度取決於許多不同元件的速度 - 而不只是處理器。

教學資源和活動

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CPU 影片 - https://www.youtube.com/watch?v=P4QmPFcBELE

CPU 目的影片 - https://www.youtube.com/watch?v=DvgJZvVyJfA#action=share

獲取執行迴圈影片 - https://www.youtube.com/watch?v=drUBm_luhso#action=share

時鐘速度影片 - https://www.youtube.com/watch?v=UHIhoLHGTR4#action=share


處理器填空工作表

處理器問題工作表

比較處理器 讓學生檢視網際網路上的 PC 廣告,以瞭解當前的規格,或者看看誰能找到最快的處理器。http://ark.intel.com/products/family/41877/Intel-Pentium-Desktop-Processor

擴充套件活動

摩爾定律 - 超越計算的界限 - http://www.bbc.co.uk/news/technology-32335003

這是硬體的簡要概述。有關更多詳細資訊,請參閱華夏公益教科書 如何組裝臺式 PC

  1. Hossein Bidgoli. "MIS 5". p. 25.
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