【中華百科全書●工學●中央處理機】

楊籍富

【中華百科全書●工學●中央處理機】

 

在電子計算機系統內，中央處理機可以說是整個系統的心臟。

 

在一個電子計算機系統內，通常有一中央處理機，亦可能同時擁有數個中央處理機。

 

中央處理機的作業情況，可藉控制臺的螢光幕顯示，使我們可以了解其內部作業的程序，並可藉此和計算機作一聯繫和控制。

 

中央處理機，包括有記憶部門、算術與邏輯運算部門及控制部門等，分別列述於下：一、記憶部門（Memory或稱StorageUnit）：由輸入單位輸入的程式或資料，會存在此記憶部門。

 

記憶部門，即一般所指的主記憶體，其主要目的是用來暫時儲存使用者的程式或資料，譬如，卡片上的程式或資料均由讀卡機輸入到記憶部門。

 

二、算術及邏輯運算部門（ArithmeticandLogicUnit）：此部門主要目的是執行算術運算或邏輯運算。

 

使用者使用電腦主要目的是借助電腦執行各種運算，所以資料由輸入部門輸入到記憶體後，如果要執行運算，電腦會依據程式的控制，將資料送到算術及邏輯運算部門運算後，再擺回記憶部門。

 

譬如前述卡片上的程式與資料由讀卡機讀入記憶體後，經由程式的控制，將資料送到此部門執行運算，運算完畢，再將結果擺回記憶體。

 

三、控制部門（ControlUnit）：電腦的所有動作，例如資料的輸入與運算，資料的輸出等，都是由控制部門控制之。

 

記憶體內所存在的指令，會傳到控制部門，以控制所有活動。

 

就其內部組織而言，中央處理機是由指令解碼器、位址計數器、指令暫存器，以及其他工作暫存器所組成。

 

但就其外部功能而言，中央處理機包括上列三個單元，來處理一個程式。

 

計算機的中央處理機，對資料之處理係利用電子來進行，其速度之計算單位為微秒或微毫秒。

 

而輸入、輸出設備對資料之傳送，每受機械操作限制，其速度以毫秒計，故遠較中央處理機為慢。

 

因此，一個程式中的一個輸入或輸出指令，自發出起至實際執行完畢為止，整個中央處理機大部分的時間均空著無事可做。

 

假使能夠利用中央處理機這段閒置時間來處理其他的程式，則其使用率必可提高很多，是以便想出一種應用時間分割的方法，將二個或二個以上的程式，同時交給一個中央處理機去處理。

 

事實上，這種處理法是把多個程式依一定時限交互的放入一部中央處理機去處理。

 

利用此種處理法，可使整個資料處理設備能更有效的運轉，並提高其處理效率，故為一種極優越的處理方法。

 

（周良）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=1719