第六課、處理器

  1. 處理器幾乎到處都有。不只主機板上有中央處理器(CPU)；鍵盤(keyboard)，滑鼠(mouse)，硬碟(hard disk)，顯示器(display，CRT，LCD，LED，投影機)，顯示卡(video card)，網路卡(network interface card)等都有處理器。
  2. 三種常見的處理器：
    1. 中央處理器(CPU)：作為通用電腦的主要處理器。計算的資料型態是字元(character)，整數(integer)，浮點數(floating point)。
    2. 圖形處理器(GPU)：處理電腦繪圖，現在都已經3D化，一般裝在顯示卡或主機板(motherboard)上。主要計算的資料型態是浮點數。
    3. 數位訊號處理器(DSP)：處理信號，包括聲音，圖片，影片，通訊信號。主要計算的資料型態是整數。
  3. 處理器的功能就是執行指令(instruction)。指令基本分成四大類(4C)：
    1. 拷貝(copy)：將資料拷貝到別處。
    2. 計算(calculate)：四則運算－加減乘除；位元運算等。
    3. 比較(compare)：等於，大於，小於等。
    4. 控制(control)：條件(conditional)，迴圈(loop)，副程式(subroutine)等。
  4. 不同種類的處理器有不同的指令集(instruction set)。處理器不能執行別種指令集的指令。常見的中央處理器(CPU)的指令集
    1. x86：常見於桌上型電腦(desktop)，筆記型電腦(laptop)。
    2. ARM：常見於智慧型手機，NDS。
    3. Power：常見於遊戲機。
  5. 處理器的趨勢
    1. 字組加倍：字組(word)是處理器計算的單位。字組從8位元->16位元->32位元->64位元。
    2. 時脈加速：時脈－處理器的同步時鐘，代表每秒鐘處理器執行指令的多寡。從早期8位元處理器的MHz等級(每秒執行百萬個指令)，到現在64位元處理器的GHz等級(每秒執行十億個指令)。
    3. 平行化：從早期的多工(multitasking，一個處理器當多個使用)，到多重處理器(multiprocessing，一個電腦有多個處理器），到超純量(superscalar，一個處理器有多個計算單元)，到SIMD(一個指令執行多個計算)，到多核心(將多個超純量的核心內建在同一個處理器)。
    4. 單晶片化：從內建快取(cache，SRAM)，到內建主記憶體(main memory，DRAM)。從只有整數單元(integer unit)，到整合浮點數單元(floating point unit)，到整合圖形處理器(GPU)、數位訊號處理器(DSP)、微控制器(microcontroller)。
  6. 電腦的效能(速度的快慢)，處理器只佔一部分，記憶體和硬碟的容量和速度，網路的速度，也是非常重要。此外多核心的處理器也需要為多核心寫的程式配合，才能發揮最大的效能。

以上圖片取自維基百科。

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