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CPU的組成

CPU是由「矽」晶片製作而成,科學家利用顯微照相技術,將數百萬顆的電晶體所組成的電路縮小至小小的晶片之中。其組成包括控制單元(Contrl Unit)、算術邏輯單元(Arithmetic/Logic Unit)、暫存器(Register)、快取記憶體(Cache)、控流排(Bus)等。

控制單元用來控制與指揮電腦各單元間相互運作、資料傳遞等,主要的功能包括:
(1) 負責接受命令與解釋命令。
(2) 負責整部電腦的指揮及控制。
(3) 負責控制程式與資料進入主記憶體。

算術邏輯單元目的在負責算術運算與邏輯判斷的工作。主要的功能包括:
(1) 負責電腦系統中的算術(加、減、乘、除)、邏輯比較(比較大小、判斷)工作。
(2) 決定數值運算的速度。
暫存器是CPU中暫時存放資料的地方,也是電腦所有記憶單元中存取資料最快的裝置,常見的暫存器有累加器、指令暫存器、位址暫存器、一般用途暫存器、旗標暫存器、程式計數器 。
快取記憶體,包括L1 Cache、L2 Cache,當電腦要執行程式時,必須將所需的資料載入主記憶體中,以供CPU執行的過程中擷取,然而主記憶體的速度無法滿足CPU的需求,因此才有快取記憶體的存在,節省在CPU執行過程中等待資料所需的時間。早期電腦的CPU中只加入L1 Cache,而L2 Cache則建於主機板上,目前新款的CPU已將L1 Cache、L2 Cache內建於CPU中,新增L3 Cache於主機板上溝通CPU與主記憶體。
匯流排是電腦元件間互相傳遞訊息、溝通資料的管道,位於CPU內部的匯流排稱為「內部匯流排」,依照所傳遞訊號的類型又可分為位址匯流排(Address Bus)、資料匯流排(Data Bus)、控制匯流排(Contrl Bus)。

除此之外,在處理器組成中尚有一個部分需要考量,稱為「指令集」。一般而言指令集的結構可以分為兩種,一種稱為「複雜指令集(CISC)」;另一種稱為「精簡指令集(RISC)」。前者既然稱為「複雜」顧名思意,即內建在晶片中的指令數較多,但相對而言讀取指令與解譯指令的時間也較長,執行速度較慢、耗電量較大;後者則只將部份的指令內建於晶片之中,因指令數少,故讀取與解譯指令的速度反而較快,但是若執行到非內建的指令時,因為需要透過數個指令結合成所要執行的指令要求,相對而言執行的速度反而較複雜指令集要來得慢。

以下那一種記憶體的速度最快?
a.次級記憶體 b.快取記憶體 c.主記憶體 d.暫存器

九十四年公務人員初等考試試題資料處理大意

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