计算机系统中运算由什么执行，计算机系统中运算执行的机制

在计算机系统中，运算是由中央处理器（CPU）执行的。CPU是计算机的核心部件，负责处理所有的计算任务。它由一系列的晶体管组成，能够执行各种复杂的操作。以下是计算机系统中运算执行的机制：

1. 指令集：CPU通过读取和执行存储在内存中的指令来执行运算。这些指令定义了CPU应该执行的操作，例如加法、减法、乘法、除法等。

2. 数据通路：CPU需要从内存中读取数据，并在执行运算时将结果写回内存。数据通路包括寄存器、存储器和总线等组件，它们共同构成了CPU的数据输入输出通道。

3. 控制单元：CPU的控制单元负责管理整个运算过程。它接收来自程序的指令，并根据指令的内容确定下一步的操作。控制单元还负责协调各个部件之间的数据传输和运算过程。

4. 算术逻辑单元（ALU）：ALU是CPU中的一个核心部件，负责执行基本的算术运算和逻辑运算。它包括一个算术逻辑单元阵列（ALU Array），用于执行加法、减法、乘法、除法等基本运算。此外，ALU还支持位操作和算术逻辑运算，以满足更复杂的运算需求。

5. 缓存：CPU内部的缓存可以快速访问内存中的数据，从而提高运算效率。缓存分为一级缓存（L1 Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache）等。一级缓存位于CPU内部，主要用于存储最近使用的数据；二级缓存位于CPU芯片外部，用于存储更长时间使用的数据；三级缓存位于主板上，用于存储最长时间使用的数据。通过合理配置缓存，可以减少CPU访问内存的次数，提高运算速度。

6. 流水线技术：为了提高CPU的运算速度，现代计算机采用了流水线技术。流水线是一种将多个运算步骤分解为多个子步骤的技术，每个子步骤在一个时钟周期内完成。这样，CPU可以在一个时钟周期内完成多个操作，大大提高了运算速度。

7. 超标量技术：超标量技术是指将一个指令分解成多个独立的子指令，分别在不同的时钟周期内执行。这样，CPU可以在一个时钟周期内同时执行多个操作，进一步提高了运算速度。

8. 并行处理：为了进一步提高运算速度，现代计算机采用了并行处理技术。通过将多个计算任务分配给多个CPU或多核CPU同时执行，可以充分利用硬件资源，提高运算速度。

9. 超线程技术：超线程技术是指通过软件模拟的方式，使单个CPU具有两个处理能力。这样，CPU可以同时处理两个线程，提高了运算速度。

10. 虚拟化技术：虚拟化技术是指将物理计算机资源抽象为虚拟机，使得多个虚拟机可以在同一台物理计算机上运行。这样，用户可以在一台计算机上同时运行多个操作系统和应用，提高了资源的利用率。

总之，计算机系统中运算由CPU执行，其执行机制涉及到指令集、数据通路、控制单元、算术逻辑单元（ALU）、缓存、流水线技术、超标量技术、并行处理、超线程技术和虚拟化技术等多个方面。这些技术的协同作用使得计算机能够高效地执行各种复杂的运算任务。