A. 计算机的CPU并不直接调取硬盘文件，为何却要先载入到内存中
原因就是硬盘和内存在传输之间是有不同的地方的。计算机所有设备各部件之间的延时排列由高到低，依次为机械硬盘、固态硬盘、存储器和CPU；从数据响应速度来看，存储器明显优于硬盘。数据的读写速度与固态磁盘的读写速度相差甚远。
使用大的内存还有其他的好处，硬盘作为内存用，不是一个很好的建议，但内存可以用作硬盘，从而体验更快的传输速度。这里我们需要用ramdisk软件来实现，大内存用户可以下载试用。
B. cpu的二级缓存是什么意思
二级缓存又叫l2
cache，它是处理器内部的一些缓冲存储器，其作用跟内存一样。
它是怎么出现的呢？
要上溯到上个世纪80年代，由于处理器的运行速度越来越快，慢慢地，处理器需要从内存中读取数据的速度需求就越来越高了。然而内存的速度提升速度却很缓慢，而能高速读写数据的内存价格又非常高昂，不能大量采用。从性能价格比的角度出发，英特尔等处理器设计生产公司想到一个办法，就是用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用，共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于cpu和内存之间的位置，又是临时存放数据的地方，所以就叫做缓冲存储器了，简称“缓存”。它的作用就像仓库中临时堆放货物的地方一样，货物从运输车辆上放下时临时堆放在缓存区中，然后再搬到内部存储区中长时间存放。货物在这段区域中存放的时间很短，就是一个临时货场。
最初缓存只有一级，后来处理器速度又提升了，一级缓存不够用了，于是就添加了二级缓存。二级缓存是比一级缓存速度更慢，容量更大的内存，主要就是做一级缓存和内存之间数据临时交换的地方用。现在，为了适应速度更快的处理器p4ee，已经出现了三级缓存了，它的容量更大，速度相对二级缓存也要慢一些，但是比内存可快多了。
缓存的出现使得cpu处理器的运行效率得到了大幅度的提升，这个区域中存放的都是cpu频繁要使用的数据，所以缓存越大处理器效率就越高，同时由于缓存的物理结构比内存复杂很多，所以其成本也很高。
现在的cpu普遍有一级缓存和二级缓存。一般来说，一级缓存的数量比较少，而二级企业缓存的数量一般比一级缓存大几倍。为什么要缓存呢，这主要是cpu厂家为了提高cpu的使用效率。因为，随着cpu的速度的快速发展，目前的cpu速度已经达到一个令人惊讶的速度，据个例子来说，一个奔腾3-1g的cpu其运算速度为每秒钟能够完成10亿次二进制计算，而一个奔腾4-3g则意味着每秒钟能够完成30亿次二进制运算。当然由于cpu还要介入浮点数据转换和介入控制主板上的其他设备资源，实际真正用于数据处理的资源会受到较大影响，但总体来说，cpu的速度已经达到一个前所未有的程度。由于其他硬件在数据传输方面未能跟上，因此，cpu厂家就在cpu内封装了缓存，其中，一级缓存主要将cpu的硬指令长期存储，以便cpu在调用指令时不必再通过与内存交换数据来取得，另外，还将最近处理的进程数据（中间数据）存放在一级缓存；而二级缓存则是完全存放最近处理的进程数据（中间数据）和即将调用的数据。通过这样一来设置，就可以避免cpu运算过程中要频繁与内存交换数据，减少cpu的等待时间，提高cpu的利用效率。
C. CPU二级缓存存储的数据在哪里
你问这个问题首先你要了解一个机制。就是CPU计算的东西来自于哪，CPU核心计算通过L1提供数据，L1通过L2提供数据……可能有L3。这一部分是在CPU内进行的数据计算~进入CPU以后数据就会被拆开，根据架构不同进行存储计算。因此在这阶段中的数据是非人类解读的数据。L2或者L3的数据是通过内存提供的~实际上CPU计算过程就到此结束了。之所以有硬盘的存在是因为内存太贵了！新的固态硬盘实际上就是非失意性“内存”~他们的读取速度就是L1比L2快L2比L3快，L3比内存快，内存比硬盘快……而且任何的计算机操作都是通过CPU的指令进行的，读取L1和L2的数据已经设计到CPU核心计算，所以官方是不会轻易提供读取L1 L2的控制指令的。综上所述，L2你是不能看到的，原因重点就俩，一个他的数据非人类可理解，另一个官方不会允许你访问CPU内核。
D. cpu在处理数据时，是不是所有的数据都要放到内存啊
CPU是：中央处理器，用来进行数据加与数据减
内存是：相对快速存储空间
硬盘是：大量非即时待用数据存储区域
在计算机运行的时候，CPU负责数据处理，但它需要数据源，就需要到内存和硬盘，又因为CPU是即时的数据处理，就需要内存和硬盘加电，同时运行；CPU内部本身自己就有存储位置，很多，AX,BX,CX……但相遇对内存和硬盘来说，是无法比拟的速度，CPU内部的存储空间很小，速度相当高，现在的CPU内部的存储空间都在512K，甚至更高。
CPU接收到处理数据的请求并开始处理，就需要数据源，但由于速度相当快，CPU对数据源的需求因软件的需求调用的位置尔各不相同（能理解吗，比如游戏；需要调用字体，需要调用贴图，需要调用游戏图片，他们都存储在一个硬盘的不同位置！（希望这里你也明白，也就是说，即使是一个大文件夹，完全有可能每个文件都放在不同的扇区。）就需要硬盘不断的读取。）。
这里也就是为什么要用到硬盘的原因，因为我们需要把东西存下来，但不一定用，不如你玩游戏的时候，你的千千倾听没有开，那么你的MP3就没有播放，所以就需要一个大的空间来存储我们可能调用的数据。
下来的过程就是把硬盘里的数据转移到内存里，又不懂了吧，告诉你，是速度，硬盘为了满足廉价的存储空间放弃了速度，内存相对于硬盘来说是相当快的存储空间，数据在这里等待被放到CPU的存储空间里供CPU使用。^O^还没完……
既然是回答就告诉你吧，但希望你能思考前面的东西，它缺了一部分，应为这个过程是个循环。
然后……因为CPU的内部的存储空间很有限，数据又不是一次性的计算完毕，尤其是一些大型的数据处理，比如地形的地貌的计算，物理碰撞虚拟模拟计算，它都不可能一次性算完，就必须吧算了的一部分存储下来，去算下一个部分，最后吧很多小部分再综合计算，按照这样的存储过程，CPU内部的存储空间可以说是废物，但这里CPU把存储完的数据转存到内存里，以供后期处理。当然，大型计算机应该还会把内存中的数据专门用另一套cpu组成的系统存储到硬盘里，或者在软件里做个中断，提供存储转换的时间，然后继续。
所以，CPU、内存、硬盘的属性关系是，内存和硬盘是CPU附属设备。但是需求关系是循环的。
E. 怎样将omron c200hx cpu数据存储区与微机进行连接存储数据
PC作为Master，C200HX作为Slave，从PC发送FINS指令向C200HX写入或读取数据。
F. CPU为什么能存储数据，或者说怎么存储数据；光盘和硬盘里的那张碟是怎么存储的，我要物理方面的解释
你可以参考网络“硬盘” 和 “ 光盘”，我摘了一些来说明：
CPU属于高速运算状态所以存储器的数据读取速度跟不上CPU的处理速度。存储器会把数据寄放在存储器提前调用，这样不会浪费CPU的资源。所以程序运行时会把数据线放到寄存器，寄存器里面的数据可以随时高速的调用。这样能更好地支持CPU的运算。所以内存这个寄存器相当于一个临时仓库的形式。方便CPU随时调用。
所以CPU利用地址，来读取每个寄存器里面的内容，然后再通过磁盘管理，写到硬盘或者其他存储设备上。CPU永远面对的都是内存。而存储管理器负责把数据从磁盘读取到内存，或者从内存写入存储设备。
硬盘.磁道
当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有成千上万个磁道。
光盘.记录层
这是烧录时刻录信号的地方，其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料，以供激光记录信息。由于烧录前后的反射率不同，经由激光读取不同长度的信号时，通过反射率的变化形成0与1信号，借以读取信息。目前市场上存在三大类有机染料：花菁（Cyanine）、酞菁 (Phthalocyanine) 及偶氮 (AZO）。
一次性记录的CD-R光盘主要采用（酞菁）有机染料，当此光盘在进行烧录时，激光就会对在基板上涂的有机染料，进行烧录，直接烧录成一个接一个的"坑"，这样有"坑"和没有"坑"的状态就形成了‘0'和‘1'的信号，这一个接一个的"坑"是不能恢复的，也就是当烧成"坑"之后，将永久性地保持现状，这也就意味着此光盘不能重复擦写。这一连串的"0"、"1"信息，就组成了二进制代码，从而表示特定的数据。
G. CPU内部寄存器组结构及其功能是什么
1.什么是寄存器 所谓寄存器（register），它是CPU内部用来存放数据的一些小型存储区域，用来暂时存放参与运算的数据和运算结果。其实寄存器就是一种常用的时序逻辑电路，但这种时序逻辑电路只包含存储电路。寄存器的存储电路是由锁存器或触发器构成的，因为一个锁存器或触发器能存储1位二进制数，所以由N个锁存器或触发器可以构成N位寄存器。 2.寄存器与CPU指令 在讲CPU的寄存器之前，我们先了解一下CPU指令系统。指令系统指的是一个CPU所能够处理的全部指令的集合，Athlon XP和P4都是基于x86指令集，这是CPU的根本属性，决定CPU运行什么样的程序。 指令一般分为：算术逻辑运算指令、浮点运算指令、位操作指令及其他的一些非运算指令，其中整数、地址、指令指针和浮点数据是按照数据形式来划分的。通常我们把需要CPU进行不同处理的单个数据称为标量数据(Scala Data)。标量数据既可以是整数数据，也可以是浮点数据。其中整数标量数据的存放区一般为通用寄存器(GPR)，浮点标量数据的存放区一般为浮点寄存器(FPR)。与标量数据相对的是矢量数据(Vector Data)，所谓矢量数据就是指一列需要由处理器作相同处理的数据集合。比如处理器在做MP3编码的过程中，需要对内存中的音频文件里的各字节数据作相同的MP3编码操作。那么通常使用MMX或SSE这类单指令多数据流(SIMD)指令，将数个字节打包为一组矢量数据，存放在MMX或SSE寄存器中，再送往相应的功能单元进行统一操作。 其中通用寄存器是处理器中最快的存储器，用来保存参加运算的操作数和中间结果。在通用寄存器的设计上，RISC与CISC（也就是我们常说的x86架构）有着很大的不同。CISC的寄存器通常很少——只有8个通用寄存器。由于CPU在执行指令过程中，存在指令依赖性，在一定程度上使得x86 CPU不能在每个时钟周期中立即发布大量的指令。所谓“依赖性”就是指令的执行需要前个指令的运算结果。比如程序员经常使用的分支程序，请看下面这个例子： A=C*1 B=A+2 只要变量A的值还不知道，B=A+2就不能进行运算。也就是说，只要指令1的结果没有写进寄存器，CPU调度器就不能把指令2发布到执行单元。由于程序分支会造成具有较长流水线CPU运行停滞的，目前常用的解决方法是采用分支预测。 不过，分支预测同样存在一个问题：流水线越长，指令潜伏期也越长，等待前一指令运算结果的时间也越长，同样会造成CPU运行停滞。我们知道，程序指令通常都有各类型的条件分支语句，通过验证条件决定执行路线。但CPU执行单元内是通过一项特殊的预测机制选择一条路线直接执行（这样可以避免验证语句条件而处于等待情况），然后在后面进行验证。如果预测正确则继续往下执行，如果发现以前的预测错误，那么就必须返回原地重新开始，以前的指令就会作废。 因此，管线越长，意味着出现分支预测错误的机会就越多，越多在管线内的指令会被清除掉，而且重新让管道填满指令的时间也会越长。对于普通处理器来说，如果出现分支预测错误，CPU就不得不将整条流水线清空后从错误的地方重新装满数据、重新执行。毫无疑问这将花更多的时间，整体性能就会下降。因此，针对通用寄存器少的问题，在x86架构中比较完美的解决方法就是增加寄存器的数量和采用“乱序执行”。3.为什么寄存器不够用 在上面我们已经提到，寄存器只是用来暂时存放指令值的，如果CPU需要把两个值加起来，它需要用1个寄存器来存放运算结果，用2个寄存器来存放相加的数值。例如，在以下的方程式中：A = 2 + 4 * 在寄存器1储存“2”； * 在寄存器2储存“4”； * 在寄存器3储存“寄存器1 + 寄存器 2”； 因为在微处理器里面有超过3个寄存器，因此这个运算能够轻易地执行，不会造成用光寄存器的情况。在这些运算被执行之后，所有的3个数值都能够被保留并重新使用，因此如果我们再想在结果加上2的话，处理器只需要执行：寄存器 1 + 寄存器 3 就可以了。如果微处理器仅有2个剩余的寄存器，而我们又需要再次使用2和4的值，那么这些值在覆盖结果A之前，必须储存在主内存之中 。运算执行的过程则会变成如下所示： * 在寄存器1储存 “2”； * 在寄存器2储存“4”； * 在主内存的某个空间储存“寄存器1 + 寄存器2”； 我们可以看到这里使用了其它的内存访问过程，而在这期间其实还有我们没有提到的其它处理过程，比如主内存的定位也需要占据寄存器，以便让CPU 告诉装载/储存单元该往哪里发送数据 。如果我们需要使用到这些结果的话，那么CPU将不得不首先到主内存中找回这些结果，把目前满载的寄存器驱逐一些数据，把它们写入主内存，然后再把寻找到的数据储存在寄存器里。 这里大家应该能够明白吧，对内存的访问次数将会可怕地增加；你需要访问内存的时间越多，那么处理器等待工作完成的时间就越长——因而造成性能的下降。因此面对超标量CPU在并行处理大量运算，x86体系仅有的8个通用寄存器远远不能满足需要，在同一时钟周期中，如果有3个指令发布，你就需要3个输出寄存器和6个输入寄存器。我们该怎么办呢？聪明的工程师们发现了突破这个限制的方法：“寄存器重命名”。 4.寄存器重命名技术 寄存器重命名，是CPU在解码过程中对寄存器进行重命名，解码器把“其它”的寄存器名字变为“通用”的寄存器名字，本质上是通过一个表格把x86寄存器重新映射到其它寄存器，这样可以让实际使用到的寄存器远大于8个。这样做的好处除了便于前面指令发生意外或分支预测出错时取消外，还避免了由于两条指令写同一个寄存器时的等待。 下面我们以一个超标量CPU执行8个算术指令为例：假设它在每个时钟周期中能对2个指令解码，引出计算结果是在指令发布后3个时钟周期发生的： （1）在第1个时钟周期，两个指令发布：它们互不关联，因此，它们将在3个时钟周期后（第4个时钟周期）引出； （2）在第2个时钟周期，我们首次遇到了“指令依赖”，指令3需要指令2的结果，此时指令3不能开始发布； （3）如果是按序执行，指令4、5、6就不能在指令3前发布。只有在第5个时钟周期时（指令2的结果已得到）才能发布指令3； （4）在第6个时钟周期有个大问题：我们想把结果写到寄存器R1，但这将改变指令5的结果。因此，我们只有在R1空闲时（第10个时钟周期）才能发布指令6。 按照正常情况处理的话，尽管这个CPU每个时钟周期可以对2个指令解码，但它每个时钟周期的指令执行数只有0.53。如果每次程序所需的寄存器正被使用，我们可以把数据放到其它的寄存器中，在第6个时钟周期将寄存器R1重命名，指令6和指令8不再耽误CPU的工作。结果是我们能够将每个时钟周期的指令执行数提高50％。寄存器重命名技术可以使x86 CPU的寄存器可以突破8个的限制，达到32个甚至更多。寄存器重命名技术现在已经深深地扎根于超标量CPU中了。5.乱序执行技术 除此之外，处理器工程师还引入了乱序执行技术，从一定程度上来缓解通用寄存器不足的问题。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU运行程序的速度。 这好比请A、B、C三个名人为春节联欢晚会题写横幅“春节联欢晚会”六个大字，每人各写两个字，如果这时在一张大纸上按顺序由A写好“春节”后再交给B写“联欢”，然后再由C写“晚会”，那么这样在A写的时候，B和C必须等待，而在B写的时候C仍然要等待而A已经没事了。但如果采用三个人分别用三张纸同时写的做法，那么B和C都不必等待就可以同时各写各的了，甚至C和B还可以比A先写好也没关系（就像乱序执行），但当他们都写完后就必须重新在横幅上按“春节联欢晚会”的顺序排好（自然可以由别人做，就象CPU中乱序执行后的重新排列单元）才能挂出去。 不过，虽然采用寄存器重命名技术、乱序执行技术，但仍不能从根本上解决x86处理器通用寄存器不足的问题。以寄存器重命名技术来说，这种技术的寄存器操作相对于RISC来说，要花费一个时钟周期来对寄存器进行重命名，这无形中降低了处理器性能以及流水线工作效率，也增加了程序和编译器的优化难度。针对这个问题，最新的x86-64架构中（K8处理器），AMD在x86架构基础上将通用寄存器和SIMD寄存器的数量增加了1倍：其中新增了8个通用寄存器以及8个SIMD寄存器作为原有x86处理器寄存器的扩充。 这些通用寄存器都工作在64位模式下，经过64位编码的程序就可以使用到它们。这些64位寄存器称为RAX、RBX、RCX、RDX、RDI、RSI、RBP、RSP、RIP以及EFLAGS，在32位环境下并不完全使用到这些寄存器，同时AMD也将原有的EAX等寄存器扩展至64位的RAX，这样可以增强通用寄存器对字节的操作能力。从扩充方式上看，EAX等寄存器可以看做是RAX的一个子集，系统仍然可以完整地执行以往的32位编码程序。增加通用寄存器除了可高效存储数据外，还可作为寻址时的地址指针，从而缩短指令长度和指令执行时间，加快CPU的运算处理速度，同时也给编程带来方便。 此外，为了保证K8的分支预测更有效率，K8的分支预测寄存器增加到64个。分支指令可以被设为真或假，而每个指令中的6位被分配到单独一个预测寄存器中，只有预测寄存器被设定为“真”时,那些指向预测寄存器为“真”的指令结果才会被执行。其次由于所有的分支都能并行执行，CPU所花的时间同只执行单个分支的时间是相同的，降低了预测出错的风险。第三由于CPU不再跳跃执行，它不会把程序代码分成小块。也就是说，稍前和稍后的程序代码可以打包。这样CPU能够一并将它们发布，增大并行工作量。从而使性能提高10％～15％，特别是在整数代码部分。 不过在x86-64中，寄存器的扩展部分似乎仅对于整数、地址数据有效。对浮点和向量数据则仍然保持原样。我们能从K8向64位的扩展所获得的好处，只不过是可以在同样一条指令中，处理更大数值的整数数值以及管理空间更大的内存区域而已。而在32位的情况下，由于通用寄存器只能容纳最大32位的数据，因此显然要花费更多条指令对尺寸超过32位的数据进行处理。这种改进对服务器、科学计算这样的领域具有一定的意义，但显然并不是普通家用环境急需的改进。 可以说，处理器的寄存器对处理器的性能有着巨大的影响。但是无论怎么发展，通用型CPU目前还没有脱离x86架构的限制，也许有一天，新的寄存器技术能让我们的CPU变得更加功能强大！
H. 在正常运行期间CPU会从哪种类型的数据存储中加载信息进行处理
现在的CPU都有若干级高速缓存（cpu catch），所以，cpu运行过程中，计算所需数据首先都是从这些内部的缓存中获取。
若是缓存中没有所需数据，再去内存查找和获取。
cpu 获取运行数据的次序是：寄存器、（多级）高速缓存、内存、硬盘。
I. 在正常运行期间,CPU会从哪种类型的数据存储中加载信息进行处理
CPU都有若干级高速缓存（cpu catch），所以，cpu运行过程中，计算所需数据首先都是从这些内部的缓存中获取。
若是缓存中没有所需数据，再去内存查找和获取。
cpu 获取运行数据的次序是：寄存器、（多级）高速缓存、内存、硬盘。
计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。在用户需要的情况下，以用户要求的方式进行数据的输出。
从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等;外部设备包括鼠标、键盘等。
(9)cpu数据存储区扩展阅读：
内存储器有很多类型。随机存取存储器(RAM)在计算期间被用作高速暂存记忆区。数据可以在RAM中存储、读取和用新的数据代替。当计算机在运行时RAM是可得到的。它包含了放置在计算机此刻所处理的问题处的信息。
主存的工作方式是按存储单元的地址存放或读取各类信息，统称访问存储器。主存中汇集存储单元的载体称为存储体，存储体中每个单元能够存放一串二进制码表示的信息，该信息的总位数称为一个存储单元的字长。存储单元的地址与存储在其中的信息是一一对应的，单元地址只有一个，固定不变，而存储在其中的信息是可以更换的。