处理机processor

计算机系统中存储程序和数据，并按照程序规定的步骤执行指令的部件。处理机包括中央处理器、主存储器、输入/输出接口。
工作过程 处理机的操作首先将用户程序和数据通过输入/输出设备输入到存储器。处理机的工作过程就是执行程序的过程。程序是为解决某一问题而设计的指令序列。指令是处理机能直接解释、执行的信息单位。它包括操作码和地址码两部分，都用二进制数码表示，它是指挥处理机进行操作的命令。可把完成一条指令的过程分成三个基本步骤： ❶取指令。根据程序规定的指令顺序，按照程序计数器指出的指令地址，从主存储器中取出当前要执行的指令，输入到指令寄存器。
❷分析指令。对所取出的指令进行分析。译码器根据指令中的操作码确定计算机操作类型和性质，根据指令中的地址码以及指令的操作性质确定操作数的寻址方式，形成操作数的实际地址，并将此地址送到主存储器的地址寄存器，为存取操作数作好准备。
❸执行指令。根据指令分析的结果，由操作控制部件发出完成确定操作所需要的一系列控制信号，控制计算机各部件自动协调地工作以完成这一操作。此外，还要为取下一条指令作好准备。周而复始地重复这一过程，就构成了处理机自动执行程序的工作过程。
指令系统 一台处理机所能执行的全部指令，称为这台计算机的指令系统。指令系统在很大程度上决定了计算机的解题能力和应用特点，指令系统越完善，计算机的功能就越强。计算机的类型不同，指令系统也不相同，但都包括下列各类指令： ❶算术运算指令。常用的有定点或浮点加、减、乘、除指令。
❷逻辑运算指令。常用的有逻辑乘、逻辑加、按位加、求大、求小、全等、数码比较、移位等指令。
❸转移指令。常用的有无条件转移、条件转移、计数转移、转子程序等指令。
❹传送指令。一般有取数、存数、寄存器之间传送等指令。
❺外部设备指令。如输入、输出等指令。
❻其他控制指令。如空操作指令、停机指令等。
处理机的处理能力通常用每秒最快执行的百万条指令数(MIPS)来度量。对具有向量处理能力的处理机，则用每秒最多能给出的百万个浮点处理结果数(MFLOPS)来度量。还可用处理数据率(PDR)来评价处理机的处理能力。处理数据率是执行每条指令传送的平均位数与指令处理平均速率的乘积。
分类 处理机的分类方法有很多种。根据处理机的系统结构可以分为： 单指令流单数据流(SISD)处理机、单指令流多数据流(SIMD)处理机和多指令流多数据流(MIMD)处理机。根据处理机在计算机系统中的功能，可分为输入/输出处理机、通信控制处理机、支持和维护处理机、数组处理机和数据库处理机等。