中央處理器 (CPU) 中央處理器 (CPU) 電腦內部是怎麼運作的 第一節 CPU 第二節 儲存體類型 第三節 CPU 如何執行程式 第四節 在記憶體中尋找資料 第五節 資料表示法 第六節 系統單元 第七節 速度和能力 當代計算機的通用架構 馮紐曼模式 (von Neumann Model, 1945) 最主要的精神在於 儲存程式 (stored program) 的概念 記憶體 (Memory) 第一節 CPU CPU 為將 資料 轉換成 資訊的控制中心 執行儲存在記憶體中程式指令的一組電路 輸入鍵盤滑鼠掃描器 算術還輯單元 (Arithmetic Logic Unit) 輸出螢幕印表機 因此, 記憶體為暫時儲存程式執行時所需的指令和資料, 與 CPU 兩者密不可分 而 CPU 可分成兩個主要的部分 馮紐曼模式 控制單元 (Control Unit) 中央處理器 (Central Processing Unit;CPU) 一. 控制單元 (CU) 二. 算術邏輯單元 (ALU)
一 控制單元 CU (Control Unit) 硬體的一部分, 負責控制 指示電腦系統去執行程式指令 必須負責 ALU 和記憶體之間的溝通 必要時從輔助儲存體 ( 硬碟 ) 傳送資料和指令到記憶體中 二 算術邏輯單元 ALU (Arithmetic / Logic Unit) 負責執行算術 AU 運算動作 加 減 乘 除 負責執行邏輯 LU 運算動作 評估條件值, 進行比較 可以比較 數字 字母 特別字元 三 暫存器 高速的暫時存放指令或資料的地方 位於 CPU 內的額外儲存區 由控制單元直接指揮 用來接受 保留或搬移指令與資料, 記錄下一條 要執行的指令或所需資料存放在記憶體中的位置 加快存取資料速度及加速算術運算或邏輯比較 不同的暫存器, 各有特殊的用途 指令暫存器 儲存目前正在執行的指令 資料暫存器儲存正等著被處理的資料儲存處理過後的結果
三 暫存器 暫存器儲存的是與目前 正在 執行的指令有關的資料 主記憶體則儲存 最近 要使用的資料 輔助記憶體則儲存 以後 可能會用到的資料, 無論多久後才會用到 如計算某位員工薪水的程式, 將員工的工作時數及時薪放在暫存器中使用 而加班加數 紅利及扣減額等則存在主記憶體中待用 其餘員工個人基本資料則放在硬碟中 第二節 儲存體類型 輔助儲存體 ( 硬碟 ) 儲存以後要用到的資料 長期儲存在外部媒體中, 如磁碟 記憶體 ( 主要記憶體 ) 儲存最近要使用的資料 暫時儲存 CPU 在參考程式指令和資料時都會用到它 存取速度比輔助儲存體快 暫存器 儲存與目前正執行的指令立即相關的資料 存取速度記憶體快 CPU 與記憶體 記憶體 CPU 無法直接處理從磁碟或輸入裝置而來的資料 資料必須先存放在記憶體中 控制單元負責從磁碟擷取資料, 並搬移到記憶體 資料是傳送到 ALU 來處理 控制單元負責將資料傳送到 ALU, 處理後再傳回記憶體 資料和指令會一直保存在記憶體中, 直到被傳送到輸出或儲存裝置, 或是程式執行完畢為止 也稱為主要儲存裝置或是主記憶體 通常是用 RAM(Random Random-Access Memory ) 這個名稱來表示 不是 CPU 的一部分 用來存放程式執行中需要用到的指令或資料 只要程式正在執行當中就會一直儲存資訊
第三節 CPU 如何執行程式 每一條指令都經過四個步驟 機器循環週期 執行一條指令所需要的時間量 擷取 執行和儲存運算動作所需要的時間 個人電腦可以在不到百萬分之一秒的時間完成 超級電腦則不到兆分之一秒 系統時鐘 (system clock) 讓電腦所有的運作同步 每種 CPU 都有它自己的指令集 CPU 所能了解和執行的那些指令 第三節 CPU 如何執行程式 機器循環週期 = I-time + E-time 指令時間 (Instruction-Time) 需要的資料和指令需先存入記憶體中 1. 控制單元從記憶體中擷取擷取指令放至 暫存器 2. 控制單元將此指令解碼 ( 辨識此指令 ), 並決定所需資料在記憶體的位置 執行時間 (Execution-Time) 3. 控制單元將資料從記憶體搬至算術邏輯單元內的暫存器中, 由 ALU 執行算術或邏輯指令 4. 控制單元將運算結果儲存儲存在記憶體或暫存器
第四節 在記憶體中尋找資料 記憶體中的每個位置都會被標示一個獨一無二的位址 (address), 如同信箱一般 而位址不會改變 但內容可能會改變 程式設計師會使用符號位址來記錄 每個記憶體位置只可以保存一條指令或一個資料 當此記憶體位置被放入新的指令或資料時, 原來的內容就被覆蓋了 第四節 在記憶體中尋找資料 第五節 資料表示法開 / 關 (On/Off) 使用二進位系統來表示電路的狀態 位元 位元組 字組 位元 (BIT) Binary DigIT 電路開或關 (On/off) 1 ( 開 ) 或 0( 關 ) 電腦記憶體中儲存資料的基本單位 位元組 (BYTE) 8 個 bit 每一個位元組可儲存一個字元 記憶體與儲存裝置是以位元組的個數來衡量 字組 (WORD) 暫存器的大小 CPU 在處理時當做一個單位的位元個數 位元數愈大電腦功能愈強, 如 8 位元電腦 16 位元 32 位元 64 位元電腦
儲存體容量的測量單位 KMGT 儲存體容量的測量單位 KMGT KB kilobyte GB gigabyte 術語 原文 縮寫 大約的位 精確的 1024 個位元組 有些磁片 快取記憶體 Cache MB megabyte 約十億個位元組 硬碟 CD 和 DVD TB terabytes 千位元組 百萬位元組 Kilobyte Megabyte KB MB 元組個數 一千 一百萬 位元組個數 1,024 1,048,576 約百萬個位元組 約一兆個位元組 十億位元組 Gigabyte GB 十億 1,073,741,824 RAM 大型硬碟 一兆位元組 Terabyte TB 一兆 1,099,511,627,776 千兆位元組 Petabyte PB 千兆 1,125,899,906,842,624 編碼機制 位元組能用來表示字元的資料? 然後這些位元代表什麼字元? 由於我們必須和其他電腦通訊, 故須協議訂定採用共同的格式資料 編碼機制, 就是將這些組合值個別指派給某個特定字元的方式 如 ASCII EBCDIC Unicode 等 編碼機制 ASCII( 美國資訊交換標準碼 ) 最被廣泛使用 使用一個包含 8 個位元的位元組 2 8 = 256 種可能的組合或字元 用在幾乎所有的 PC 和許多較大型的電腦 EBCDIC( 擴增二進式十進交換碼 ) 使用一個包含 8 個位元的位元組 2 8 =256 種可能的組合或字元 主要用在 IBM 相容的大型主機 Unicode( 萬國碼 ) 使用兩個包含 8 個位元的位元組 (16 個位元 ) 2 16 = 65,536 種可能的組合或字元 可支援世界上所有語言所需要的字 (2 倍空間 ) 與 ASCII 回溯相容, 會認得 ASCII 字元 大多數新的作業系統和套裝軟體都支援
十進位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 十六進位 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A ASCII 字元 NULL SOH STX ETX EOT ENQ ACK BEL BS HT LF 十進位 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 十六進位 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A ASCII 字元 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 十進位 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 十六進位 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B ASCII 字元 A B C D E F G H I J K 十進位 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 十六進位 61 62 63 64 65 66 67 68 69 6A 6B ASCII 字元 a b c d e f g h i j k 第六節 系統單元 放置電腦元件 主機板 儲存設備 連線 黑盒子 有些 Apple Macintosh 電腦則是把系統單元放在螢幕外殼裡 11 0B VT 59 3B ; 76 4C L 108 6C l 12 0C FF 60 3C < 77 4D M 109 6D m 13 0D CR 61 3D = 78 4E N 110 6E n 14 0E SO 62 3E > 79 4F O 111 6F o 15 0F SI 63 3F? 80 50 P 112 70 p 第六節 系統單元 黑盒子 放置電腦元件一. 主機板 (Motherboard) 二. 儲存設備 ( 軟碟 硬碟 ) 三. 中央處理器 CPU 四. 記憶體元件 ( 半導體 ) 五. 匯流排 ( 系統匯流排 擴充匯流排 ) 第六節 系統單元 黑盒子 一 主機板包含 微處理器晶片 記憶體晶片 與其它硬體部分的連線 其它可能加入的晶片 如數學輔助處理器
第六節 系統單元 黑盒子 放置電腦元件一. 主機板 (Motherboard) 二. 儲存設備 ( 軟碟 硬碟 ) 三. 中央處理器 CPU 四. 記憶體元件 ( 半導體 ) 五. 匯流排 ( 系統匯流排 擴充匯流排 )
第六節 系統單元 黑盒子 二 儲存設備 硬碟機軟碟機 CD-ROM 光碟機 DVD-ROM 光碟機 三 微處理器 CPU 是蝕刻在一個晶片上 晶片大小是 ¼ x ¼ 吋 由矽元素組成 包含數百萬個電晶體 它是可控制電流通過的電子閘門 如果電流能通過, 表示電閘是開的, 則代表位元 1 否則就表示電閘是關的, 此時代表位元 0 三 微處理器的組成元件 控制單元 CU 算術邏輯單元 ALU 暫存器 系統時鐘 三 發明出更好的微處理器 將整間電腦的電路 放進一片微晶片中 價錢更便宜 速度更快 執行先前由其他硬體所負責的功能 數學輔助處理器現在是微處理器的一部分 多媒體指令現在也成了微處理器的一部分
三 發明出更好的微處理器 三 微處理器的種類 合併到微處理器上的功能越多 1.Intel 2.Intel 相容 電腦跑得更快 造價更便宜 更穩定 Pentium( Pentium( 主力 ) Celeron( Celeron( 低價 ) Cyrix AMD (Athlon) XeonXeon 和 Itanium ( 伺服器 ) CentrinoCentrino Pentium M ( 筆記型電腦 ) 三 微處理器的種類 3. Power PC 晶片家族 由 Apple IBM 和 Motorola 所合作設計 主要是用在 Macintosh 個人電腦家族上 它也可以用在伺服器與內嵌式系統中 4. Alpha (α) 微處理器 由 Compaq ( 康柏 ) 所製造 用在高階伺服器與工作站上
雙核心 Socket 型式的 CPU 插座 Slot 型式的 CPU 插座 雙 CPU 第六節 系統單元 黑盒子 放置電腦元件一. 主機板 (Motherboard) 二. 儲存設備 ( 軟碟 硬碟 ) 三. 中央處理器 CPU 四. 記憶體元件 ( 半導體 ) 五. 匯流排 ( 系統匯流排 擴充匯流排 )
四 半導體記憶體 記憶體元件是從早期的真空管演進到今日最新的半導體 可靠度高 體積小 低價位 低功率 可大量製造 價錢較廉價 屬揮發性 (Volatile) 需有電力才能保留資料, 電源關掉後資料也跟著消失 應用在 CMOS RAM ROM 等記憶體 電腦的核心記憶體 這些線材組成的網狀和圓圈型鐵環可以紀錄 256 位元記憶體, 但目前最新的記憶體晶片利用與這個舊型記憶體同樣空間, 卻可以記錄超過十億位元的資料 四 半導體記憶體 1.CMOSCMOS 互補金氧半導體 (Complementary metal oxide semiconductor, CMOS) 用在 PC 上儲存電腦在開機過程所需要的硬體設定資訊, 如時間 硬體組態資料 只耗用一點點電力, 藉由電池的電力使它在電腦關機後仍然保存著資料 CMOS 可以被更新 開機時按 Del
四 半導體記憶體 2.RAM 隨機存取記憶體 (Random-Access Memory) 使用者通常是指這種記憶體 保存目前執行中程式的指令與資料 記憶體裡的資料可以被隨機存取及修改 具揮發性 需要電流才能保持資料, 電源關閉後 RAM 上的資料就會消失 1. SRAM ( 靜態, Static RAM) 2. DRAM ( 動態, Dynamic RAM) 四 半導體記憶體 2.RAM 的種類 一 SRAM( 靜態 RAM, Static RAM) 用在特殊用途上, 第二級快取記憶體 速度比 DRAM 快, 但比較貴 ( 較少用 ) 只要有電力, 儲存內容就會依舊存在 1.ASRAM( 非同步, Async SRAM) 2.SSRAM( 同步, Sync SRAM) 3.PB SRAM( 管線爆發靜態隨機存取記憶體, Pipeline Burst SRAM) Pentium III 450 的 SRAM(L2 Cache on die) Maxtox 硬碟上面使用 Samsung 出廠的 SRAM(disk cache) 四 半導體記憶體 2.RAM 的種類 一. SRAM ( 靜態, Static RAM) 二. DRAM ( 動態, Dynamic RAM) 1. SDRAM ( 同步, Synchronous DRAM) 2. RDRAM (Rambus DRAM) 3. ECC DRAM (Error Correction Code DRAM)
二 DRAM( 動態 RAM, Dynamic RAM) 必須持續充電, 因為它的體積與價格的優勢, 大多數的 PC 記憶體都使用它 Rambus DRAM 速度更快 但價格更貴 SDRAM( 同步 ) 比較快的一種 DRAM DDR SDRAM 會在每個時鐘滴答 (tick) 送出兩次資料, 因此是同速度 SDRAM 的兩倍快 DDR2 SDRAM 它在每個時鐘滴答可送出 SDRAM 四倍的資料量, 而且耗電量只有一半, 是目前桌上型 PC 最常見的 RAM DDR3 SDRAM 每個時鐘滴答可送出 SDRAM 八倍的資料量, 速度也提升 電壓也減至 1.5V EDO RAM DRAM <168pin 的 SDRAM> <184 pin Rambus> < 184-pin DDR SDRAM > <DDR2 SDRAM 外觀圖 > 四 半導體記憶體 2.RAM 的種類 二 DRAM( 動態 RAM, Dynamic RAM) 1. FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) 早期 2. EDO DRAM (Extended Data Out DRAM) 前期 3. SDRAM( 同步,Synchronous DRAM) 4. RDRAM (Rambus DRAM) 5. DDR SDRAM (Double Data Rate DRAM) 6. DDR2 SDRAM (Double Data Rate DRAM) 主流 7. DDR3 SDRAM (Double Data Rate DRAM) 8. ECC DRAM (Error Correction Code DRAM) 四 半導體記憶體 2.RAM 的種類 一 SRAM( 靜態 RAM, Static RAM) 1. ASRAM ( 非同步, Async SRAM) 2. SSRAM ( 同步, Sync SRAM) 3. PB SRAM ( 管線爆發 SRAM, Pipeline Burst SRAM) 二 DRAM( 動態 RAM, Dynamic RAM) 4. FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) 5. EDO DRAM (Extended Data Out DRAM) 6. RDRAM (Rambus DRAM) 7. ECC DRAM (Error Correction Code DRAM) 8. SDRAM( 同步,Synchronous DRAM) 1. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 2. DDR2 SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 3. DDR3 SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
2.RAM 的種類 A S RAM S S RAM PB S RAM EDO FPM D D RAM RAM R D RAM ECC D RAM S D RAM DDR S D RAM DDR2 S D RAM DDR3 S D RAM 四 半導體記憶體 2. 擴充 RAM 購買封裝在電路板上的記憶體模組 SIMM 晶片是安裝在電路板的一邊 DIMM 晶片是安裝在電路板的兩邊 你能安裝的 RAM 數量最多是多少, 取決於主機板的設計 考慮可擴充性 現在 PC 軟體會要求相當大量的記憶體 尤其是同時執行多個應用程式時 四 半導體記憶體 3.ROM(Read-Only, Only, 唯讀記憶體 ) 非揮發性 (Non-volatile) 在關機後料不會消失 儲存開機 ( 作業系統之核心程式 ) 所需的開機程序 裡面的指令和資料可讀取 使用, 但不能修改 這些指令通常是在工廠裡燒錄進去的 在工廠製造時便燒錄了永久的程式和資料 當電腦電源開啟時, 儲存在 ROM 晶片裡的一個小程式, 會進行內部硬體元件的測試動作, 然後將核心程式從硬碟中載入 四 半導體記憶體 3.ROM(Read-Only, Only, 唯讀記憶體 ) 可程式化 (Programmable ROM) 可燒錄資料或程式, 但寫入後無法修改 可消除性可程式化 (Erasable PROM) 利用紫外線照射消除, 可重複使用修改 電子式可消除性可程式化 (EEPROM 電壓 ) 快閃式唯讀記憶體 (Flash ROM) 速度快, 常用於儲存主機板上的 BIOS 資料 遮罩式唯讀記憶體 (Mask ROM) 成本低
快閃記憶體 記憶卡的種類 非揮發性的記憶體 被使用在行動電話 數位相機和某些手持式電腦上 速度比一般 ROM 快很多 逐漸被用來取代 ROM 來記錄系統資訊 比磁碟機小而且需要的電力少得多 62 快閃記憶體卡 筆記型電腦可透過 PCMCIA 介面連接 CD-RW IC 卡與智慧卡 (IC Card/Smart Card) IC 智慧卡內部不必使用太高檔的 CPU,, 通常實際採用的是微控制器 (Microcontroller; ; 又稱為單晶片 ) 的核心, 例如 Intel 的 8x51 系列 由於 IC 智慧卡具有運算及執行程式的能力, 因此可以進行資料的加密與解密, 對於卡片進行深一層的保護 未來 IC 智慧卡將取代現有的各種卡片 證件, 例如身分證 學生證 駕照 提款卡 信用卡 現金卡等等都將改為 IC 智慧卡 PCMCIA 介面的無線網路卡 捷運悠遊卡 ( 感應式 IC 智慧卡 ) CF 卡可以插入 PCMCIA Adapter 然後再插入筆記型電腦的 PCMCIA 插槽
第六節 系統單元 黑盒子 放置電腦元件一. 主機板 (Motherboard) 二. 儲存設備 ( 軟碟 硬碟 ) 三. 中央處理器 CPU 四. 記憶體元件 ( 半導體 ) 五. 匯流排 ( 系統匯流排 擴充匯流排 ) 五 匯流排 (BUS) 匯流排 (bus) 為一種傳輸的工具 是一組平行的電路可以傳送電子訊號 系統匯流排 (System Bus) 負責在 CPU 與記憶體之間傳送資料 擴充匯流排 (Expansion Bus) 將擴充電路板 ( 介面卡 ) 插入擴充槽裡 五 匯流排 (BUS) 1. 系統匯流排 (System Bus) 負責在 CPU 與記憶體之間傳送資料 匯流排寬度 (Bus Width) 電腦一次可以傳輸的資料位元數 (32 位元 ) 寬度愈大, 一次所能傳輸的資料也愈多 資料傳輸的速度就愈快, 根據 CPU 設計 通常會和 CPU 的字組 (word) 大小一致 速度是用 MegaHertz (MHz) 來衡量 五 匯流排 (BUS) 1. 系統匯流排
五 匯流排 (BUS) 2. 擴充匯流排 連接到主機板的擴充槽 用來將各種不同的週邊裝置與電腦相連接 將擴充電路板 ( 介面卡 ) 插入擴充槽裡 提供外部的連接端 連接埠 (Port) 序列埠 (Serial Port) 滑鼠 鍵盤 ( 較慢 ) 平行埠 (Parallel Port) 印表機 掃描器 PC 匯流排與連接埠 ISA/EISA PCI / PCI Express AGP USB IEEE 1394 (FireWire) PC Card 用在慢速的裝置如滑鼠和數據機上 適用於連接高速的裝置如硬碟和網路卡上 連接記憶體與圖形卡提供更快速的視訊效能 省去需要多張擴充卡的麻煩 ; 可以 熱切換 (hot-swappable), 不必關電源即可切換 一種高速的匯流排, 通常是用在連接視訊設備到你的電腦上 ( 新的 Fire Wire 匯流排 ) 信用卡般大小的 PC Card 裝置, 通常是用在筆記型電腦上
常見的連接埠 外部的連接頭, 可以讓如印表機之類的週邊裝置插上 序列埠 一次傳輸一個位元, 適用於慢速的裝置, 如滑鼠和鍵盤 平行埠 一次傳送一群位元, 適用於比較快的週邊裝置, 如印表機和掃描器 USB 連接埠 目前正快速的成為最常用的連接埠, 無論是硬碟 滑鼠 印表機 數位相機都可以透過 USB 連接埠與電腦連接 常見的連接埠 網路埠 功用是將 PC 連上區域網路 FireWire 連接埠 用來連接視訊設備到電腦 IrDA 連接埠 透過紅外線在兩個裝置間傳輸資料, 速度不快, 距離要夠近且不能有障礙物 MIDI 連接埠 用來連接 MIDI 裝置到電腦上 Bluetooth 連接埠 使用無線電波在短距離內 (30 英呎 ) 傳輸資料 第七節 速度和運算能力 何因素讓某台電腦比其他電腦更快? 微處理器 (CPU) 的速度及數量 P4-2G*2 記憶體的大小 512MB 1GB 的 RAM 硬碟轉速快慢 7200 9000 轉 ( 存取速度 ) 硬碟的傳輸介面 SCSI EDI SATA 匯流排的大小 32 位元 64 位元電腦 有沒有快取 (cache) 256K 512K RISC 電腦 精簡指令技術 較快 平行處理 (Parallel Processing) 較快
影響處理速度的因素 一 電腦運算速度 完成指令執行所需要的時間 Ms 千分之一秒 (Millisecond) μ 百萬分之一秒 (Microsecond) ns 十億分之一秒 (Nanosecond) 目前新型的電腦 psec 兆分之一秒 (Picosecond) 未來的電腦 二 微處理器的速度 時鐘速度 ( 每秒幾百萬個機器循環 ) 通常是以十億赫茲 (gigahertz,ghz) 來表示 每秒多少十億個機器循環 (Gigahertz,GHz) 有些老 PC 以百萬赫茲 (megahertz,mhz) 為單位 直接比較時鐘速度只對相同的微處理器有意義 每秒完成的一百萬個指令 ( 百萬指令個數, MIPS) 通常要比測量系統時鐘速度來得準確 電腦處理複雜數學計算的能力 每秒一百萬個浮點運算 (Megaflop) 三 快取 (Cache) 它是一塊小但非常快速的暫存記憶體 目的為了加速內部資料和軟體指令的傳輸 存放最近用過或最常被用到的資料和指令 存在於 CPU 和 RAM 之間, 因 CPU 速度比 RAM 快, 故先將資料放在 Cache 較易存取 若不在快取裡, 控制單元會改從記憶體擷取 在快取中越常成功找到, 系統效能就越快
三 快取 (Cache) 第 3 步傳送到 CPU 和快取中 處理器 快取 第 2 步到主記憶體中的該位址去讀取 R A M 第 1 步處理器要求擷取資料或指令 下一次微處理器需要資料或指令時 先到記憶體快取中尋找 找不到再到記憶體中尋找 三 快取的種類 三 快取的種類 內部快取 第一級 (L1) 內建在微處理器中 最多到 128KB 外部快取 (L2 L3) 第二級 (L2) 在單獨晶片上 256KB 或 512 KB SRAM 技術 比 L1 快取便宜但較慢 ; 比記憶體快但較貴 第三級 (L3) 通常介於 2-4MB 之間 有些新款的微處理器晶片, 已經把 L2 也納入處理器晶片中 ( 進階傳輸快取 )
四 指令集 CISC 技術 ( 複雜指令集 ) 複雜指令集計算模式 一般傳統電腦 其中許多指令很少用到 RISC 技術 ( 精簡指令集 ) 精簡指令集計算模式 (Power PC) 只提供一小組指令 速度增快四到十倍, 但遇到複雜運算則變慢 適合很少用到複雜指令的程式 繪圖領域 工程領域 指令種類 指令功能控制單元 指令格式 指令長度管線應用領域 產品 RISC 少, 通常低於 100 道 簡單硬體拉線控制 固定且可平行解碼, 速度快固定單純特定領域, 如工作站 PowerPC Sun SPARC DLX CISC 多, 通常在 2 00~300 道以上複雜微程式控制 不固定, 必須循序解碼 不固定複雜非特定, 如個人電腦 Intel x86 Motorola 680x0 五 運算處理的種類 循序處理 每次只執行一項指令 擷取 解碼 執行 儲存 管線處理 擷取 解碼 執行 儲存等指令的動作並不需要在下一個指令開始運作前完成 當指令 1 正在解碼的同時就擷取指令 2 平行處理 同一時間有多個處理器同時工作 有能力處理每秒鐘數兆個浮點數運算指令 例如網路伺服器與超級電腦 運算處理的種類
平行處理 網格運算 是近年來新發展的一種分散式運算 將大量 PC 處理能力集合一起共同處理資料 其中最為人熟知的例子是 SETI@Home, 也就是將全世界志願者的 PC, 透過 Internet 結合成一個虛擬的超級電腦 將來也許網格運算不會只侷限於分享處理能力, 而會擴展成新的 Internet 模式