**處理器（cpu，central processing unit）是一塊超大規模的積體電路，是一台計算機的運算核心（core）和控制核心（ control unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。**處理器主要包括運算器（算術邏輯運算單元，alu，arithmetic logic unit）和高速緩衝儲存器（cache）及實現它們之間聯絡的資料（data）、控制及狀態的匯流排（bus）。它與內部儲存器（memory）和輸入/輸出（i/o）裝置合稱為電子計算機三大核心部件。
從功能上看，一般cpu的內部結構可分為：控制單元、邏輯運算單元、儲存單元（包括內部匯流排和緩衝器）三大部分。其中控制單元完成資料處理整個過程中的調配工作，邏輯單元則完成各個指令以便得到程式最終想要的結果，儲存單元就負責儲存原始資料以及運算結果。渾然一體的配合使得cpu擁有了強大的功能，可以完成包括浮點、多**等指令在內的眾多複雜運算，也為數字時代加入了更多的活力。
邏輯部件
英文logic components；運算邏輯部件。可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執行位址運算和轉換。
暫存器暫存器部件，包括暫存器、專用暫存器和控制暫存器。 通用暫存器又可分定點數和浮點數兩類，它們用來儲存指令執行過程中臨時存放的暫存器運算元和中間（或最終）的操作結果。 通用暫存器是**處理器的重要部件之一。
控制部件
英文control unit；控制部件，主要是負責對指令解碼，並且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制訊號。
其結構有兩種：一種是以微儲存為核心的微程式控制方式；一種是以邏輯硬佈線結構為主的控制方式。
微儲存中保持微碼，每乙個微碼對應於乙個最基本的微操作，又稱微指令；各條指令是由不同序列的微碼組成，這種微碼序列構成微程式。**處理器在對指令解碼以後，即發出一定時序的控制訊號，按給定序列的順序以微週期為節拍執行由這些微碼確定的若干個微操作，即可完成某條指令的執行。
簡單指令是由（3～5）個微操作組成，複雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。
更細一點，從實現的功能方面看，cpu大致可分為如下八個邏輯單元：
指令快取記憶體，俗稱指令暫存器 ： 它是晶元上的指令倉庫，有了它cpu就不必停下來查詢計算機記憶體中的指令，從而大幅提高了cpu的運算速度。
解碼單元，俗稱指令解碼器 ： 它負責將複雜的機器語言指令解譯成運算邏輯單元（alu）和暫存器能夠理解的簡單格式，就像一位外交官。
控制單元 ： 既然指令可以存入cpu，而且有相應指令來完成運算前的準備工作，背後自然有乙個扮演推動作用的角色——它便是負責整個處理過程的操作控制器。根據來自解碼單元的指令，它會生成控制訊號，告訴運算邏輯單元（alu）和暫存器如何運算、對什麼進行運算以及對結果進行怎樣的處理。
暫存器 ： 它對於cpu來說非常的重要，除了存放程式的部分指令，它還負責儲存指標跳轉資訊以及迴圈操作命令，是運算邏輯單元（alu）為完成控制單元請求的任務所使用的資料的小型儲存區域，其資料**可以是快取記憶體、記憶體、控制單元中的任何乙個。
邏輯運算單元（alu） ： 它是cpu晶元的智慧型部件，能夠執行加、減、乘、除等各種命令。此外，它還知道如何讀取邏輯命令，如或、與、非。來自控制單元的訊息將告訴運算邏輯單元應該做些什麼，然後運算單元會從暫存器中間斷或連續提取資料，完成最終的任務。
預取單元 ： cpu效能發揮對其依賴非常明顯，預取命中率的高低直接關係到cpu核心利用率的高低，進而帶來指令執行速度上的不同。根據命令或要執行任務所提出的要求，何時時候，預取單元都有可能從指令快取記憶體或計算機記憶體中獲取資料和指令。當指令到達時，預取單元最重要的任務就是確保所有指令均排列正確，然後傳送給解碼單元。
匯流排單元 ： 它就像一條高速公路，快速完成各個單元間的資料交換，也是資料從記憶體流進和流出cpu的地方。
資料快取記憶體 ： 儲存來自解碼單元專門標記的資料，以備邏輯運算單元使用，同時還準備了分配到計算機不同部分的最終結果。
通過以上介紹可以看出cpu雖小，方寸之地卻能容納大世界，內部更像乙個發達的裝配工廠，環環相扣，層層相套。正因為有了相互間的協作配合，才使得指令最終得以執行，才構成了**並茂、影像結合的神奇數字世界。
我們都知道cpu的根本任務就是執行指令，對計算機來說最終都是一串由「0」和「1」組成的序列。cpu從邏輯上可以劃分成3個模組，分別是控制單元、運算單元和儲存單元，這三部分由cpu內部匯流排連線起來。如下所示：
控制單元：控制單元是整個cpu的指揮控制中心，由指令暫存器ir（instruction register）、指令解碼器id（instruction decoder）和操作控制器oc（operation controller）等，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據使用者預先編好的程式，依次從儲存器中取出各條指令，放在指令暫存器ir中，通過指令解碼（分析）確定應該進行什麼操作，然後通過操作控制器oc，按確定的時序，向相應的部件發出微操作控制訊號。操作控制器oc中主要包括節拍脈衝發生器、控制矩陣、時鐘脈衝發生器、復位電路和啟停電路等控制邏輯。
運算單元：是運算器的核心。可以執行算術運算（包括加減乘數等基本運算及其附加運算）和邏輯運算（包括移位、邏輯測試或兩個值比較）。相對控制單元而言，運算器接受控制單元的命令而進行動作，即運算單元所進行的全部操作都是由控制單元發出的控制訊號來指揮的，所以它是執行部件。
儲存單元：包括cpu片內快取和暫存器組，是cpu中暫時存放資料的地方，裡面儲存著那些等待處理的資料，或已經處理過的資料，cpu訪問暫存器所用的時間要比訪問記憶體的時間短。採用暫存器，可以減少cpu訪問記憶體的次數，從而提高了cpu的工作速度。但因為受到晶元面積和整合度所限，暫存器組的容量不可能很大。暫存器組可分為專用暫存器和通用暫存器。專用暫存器的作用是固定的，分別寄存相應的資料。而通用暫存器用途廣泛並可由程式設計師規定其用途，通用暫存器的數目因微處理器而異。這個是我們以後要介紹這個重點，這裡先提一下。
我們將上圖細化一下，可以得出cpu的工作原理概括如下：
1、取指令：cpu的控制器從記憶體讀取一條指令並放入指令暫存器。指令的格式一般是這個樣子滴：
操作碼就是組合語言裡的mov，add，jmp等符號碼；運算元位址說明該指令需要的運算元所在的地方，是在記憶體裡還是在cpu的內部暫存器裡。
3、 執行指令，分兩個階段「取運算元」和「進行運算」。
CPU的基本工作原理
我們知道cpu是通過匯流排與其它裝置進行互動的 讀取 傳送資料 cpu與其它裝置進行互動的匯流排可以在邏輯上分為三類 1 位址線 2 控制線 3 資料線 其中資料線傳送讀寫的資料資訊,位址線傳送需要讀寫的記憶體位址 控制線傳送的資訊說明是 讀 還是 寫 下面以cpu讀或寫記憶體位址為0003h單元為...
cpu的工作原理
cpu 只能識別機器碼，如110001010。每一位只有兩種狀態，分別表示高電平和低電平。如果用這種法式去編碼，就顯得不便記憶和理解。所以隨著時代的發展，就產生了組合語言。相對機器碼，組合語言就好理解多了。它主要通過彙編指令集來實現編碼。不過cpu還是不能直接來識別出彙編碼，要通過編譯器來對組合語言...
CPU 的工作原理
cpu 的根本任務就是執行指令，對計算機來說最終都是一串由 0 和 1 組成的序列。cpu 從邏輯上可以劃分成 3 個模組，分別是控制單元 運算單元和儲存單元 其內部架構如下 控制單元 控制單元是整個cpu的指揮控制中心，由指令暫存器ir instruction register 指令解碼器id i...