就是實現0和1的加法計算。CPU的構造是由電晶體組成的控制器，運算器和儲存器。控制器相當於流水線。運算器是CPU的加減乘除和邏輯計算功能（除了加法其他演算法都會又CPU內部轉換成加法運算）。儲存器正如名字一樣儲存值所用。你可以瞭解一下圖靈計算機的工作原理。

CPU 中央處理器 是整合的一塊晶片 CPU內部的結構是非常複雜的~ 不過再複雜的東西也由簡單的原理構成

1，晶振 ：這個東西是所有電子晶片活動的必須能量，就像心臟一樣 以一定的頻率提供 動力，晶振自己只是一個頻率發生器，他的作用就是產生時序電路 能讓CPU 一步一步的工作，晶振一般在主機板上~沒探究過CPU裡面有不

2，指令集 ：指令集在哪裡?就是cpu的系統，全部是1和0，比如11100011，當這個矽片裡面的二極體是這樣的時候，他採取相應的指令動作。CPU的組成是什麼 是運算器和控制器，這裡的演算法是非常複雜的，他對一個操作的執行是用一條指令來完成的，所有的指令和叫指令集，所以指令集的多少也是說明CPU 的能力好不好，打個比方，INTEL P4 支援的SSE 說明他支援 多媒體的處理。可以說晶振(晶振頻率非常高比如200MHZ)一次振動，指令執行一個，最簡單的演算法比如2+3=5 需要3個 指令完成，1秒200000000=200MHZ次的計算，應該知道他的運算速度多快了吧

3，BIOS；CPU的運算器很好理解，但是控制這些運算的東西，也是CPU裡面的最複雜的地方，其實BIOS不是CPU的東西，但是必須和他一起工作才能體現CPU的控制作用，其實說簡單點，CPU裡面的一條指令就是把（控制匯流排）這個影象的點（資料匯流排）送到什麼位置然後顯示出來，但是如果沒有東西來呼叫他，他是不會執行這條指令的，所以在CPU的指令系統之上，WINDOWS這樣的作業系統之下，主機板上的BIOS系統能夠人性化的控制CPU的部分引數

簡單的電晶體組成的邏輯電路，邏輯電路課程上有幾個電晶體組成與門，非門，多個與非門組成鎖存器，多個鎖存器組成儲存器。關於計算方面其實把咱們的數學演算法如加減乘除轉化成邏輯運算的位運算，比如，與運算，或運算，等等。與運算就是串聯電路，或運算就是並聯電路，很好理解。加法器是有很多的與運算，或運算等等邏輯運算單元，乘法器也是類似。很多乘法器，加法器，除法器，浮點運算器，整數運算器等等共同組成了各種流水線。一條指令會被流水線上每個"成員"加工，最終輸出資料。組成可以簡單的這樣表示:電晶體->與,非門->乘法，加法，除法器->運算單元->流水線->cpu。現在的CPU有幾億個電晶體組成，完成一個功能齊全的CPU。電晶體俗話就是二極體，三極體，這些電晶體只是邏輯作用所以可以做的很小，CPU流片有40nm工藝啥的指的就是電晶體做的大小，做的越小，同一塊面積的CPU矽片就能裝更多的電晶體，CPU效能越好。CPU感覺像很多工人拿算盤組成的工廠，晶體振盪器像一個喊口號的，當"晶振"喊一聲，流水線上的"工人"一起動一下算盤，一個小CPU工廠有幾億甚至幾十億的"工人"，他們一起工作，完成資料加工，這就是我理解的CPU。

要原理，都說成執行方式了。原理，注意是原理，010010101001是怎麼產生的，又是怎麼變成指令的。至於其中的執行邏輯，那是手段，不是原理。

往大了說是人類智慧的最高水平。往小了說就是一堆小開關整合在一起，資料進來都是01010101，0是關1是開，一堆開關按照0101001這樣關開關開關關開，就處理這類簡單的資料

中央處理器是計算機中使用的電子電路，它從儲存單元，執行算術和邏輯運算，並將處理後的資料儲存回記憶體。

中央處理器是計算機的心臟安裝在插座中在上指定母板。由於中央處理器高速執行大量計算，它很快變熱。為了降低中央處理器的溫度，在它上面安裝了一個冷卻風扇。

中央處理器的元件

控制部件

控制單元是中央處理器的一個內部部分，它協調中央處理器和其他裝置之間的指令和資料流計算機元件。透過傳送定時和控制訊號來指導中央處理器操作的是控制單元。

算術邏輯單元

算術邏輯單元是中央處理器的內部電子電路，執行計算機中的所有算術和邏輯運算。算術邏輯單元接收三種類型的輸入。

來自控制單元的控制訊號

要操作的資料(運算元)

以前操作的狀態資訊。

當所有指令都被操作後，由資料組成的輸出被儲存在儲存器中，狀態資訊被儲存在中央處理器的內部暫存器中。

中央處理器的工作

取得

一個程式由許多指令組成。各種程式儲存在記憶體中。在此步驟中，中央處理器從記憶體中的特定地址讀取要操作的指令。這程式計數器中央處理器儲存指令地址的記錄。

解碼

一種叫做I的電路構造解碼器解碼從記憶體中提取的所有指令。指令被解碼成控制中央處理器其他區域的各種訊號。

執行

在最後一步，中央處理器執行指令。例如，它在特定暫存器中儲存一個值，然後指令指標指向儲存在下一個地址位置的其他指令。

時鐘速度

處理器的速度是由一箇中央處理器每秒鐘可以執行的時鐘週期數來衡量的。時鐘週期數越多，它可以執行的指令(計算)數量就越多。中央處理器速度以赫茲為單位。現代處理器的速度單位是千兆赫。（1千兆赫=每秒一百萬個週期)。

還有的晶片是把一個CPU功能模組與其它功能的積體電路做在一個晶片裡，比如我們所使用的各種型別的微控制器，就是這種整合晶片。它把具有儲存功能的模組放在晶片裡、還有與外界進行資訊交流的通道I/O口也放在晶片裡、以及別人向它提出請求處理突發事件的這種功能部件也整合在這個晶片裡等等，這種微控制器晶片叫微處理器，簡稱MCU。

CPU（中央處理器）的構成

CPU不僅是電腦資訊的處理中心，而且在其它的裝置中所用到的控制晶片裡也具有核心的位置，例如我們所用的手機、還有用微控制器控制的電子裝置等等。為了能夠說明白CPU工作的來龍去脈，我們先來看看它的結構吧。

首先我們把CPU可以分為三個職能部門，第一個是負責各種運算的計算器，它的學名叫數學邏輯單元（ALU），它們的主要職能是負責加、減、乘和除的運算外，還負責各種邏輯運算，比如與、或、非、異或以及移位等計算，它如同我們生活中的會計一樣，是運算的一把好手。

第二個職能部門是控制器，在它的下面又有三個子機構，一個是存放各種命令的儲存室，CPU的各種命令都存放在這裡；另一個是傳送命令的譯碼室，CPU發出的各種命令需要在這裡進行解碼與解析、分發。它類似我們看到單位中的傳達室，是用來發送各種命令的地方；最後一個是定時邏輯執行部門，CPU發出的各種命令都需要這個部門去執行，它主要是協調CPU發出的各種命令，然後也要協調CPU外部的資訊。

第三個職能部門是儲存室，CPU經常使用的各種資料都要存在這裡，其CPU結構圖如下圖所示。

CPU（中央處理器）的工作過程

下面我們再說說CPU裡的資訊是如何傳遞和執行的，為了能夠說明問題，我們舉出一個最簡單的例子。比如我們要讓CPU處理一個“1+1”這個算數式子的任務。首先我們從計算機中輸入這樣一個任務給CPU後，這時CPU會發出一個“命令”給控制器中的儲存室，它接到這個“命令”後要送到控制器中的譯碼室進行譯碼，這個意思是看看CPU發出的是一個什麼命令。然後把譯碼的結果再送到邏輯控制執行部門，這個定時邏輯執行部門就會發出各種定時命令和控制命令，最後再把這個命令送到CPU的內部負責運算的部門（ALU）開始對這個算式進行計算，然後它把計算好的結果送到控制器中的儲存室暫時儲存起來，這就是CPU整個工作的過程。雖然我們說的比較多，只不過這一系列動作是在一瞬間就完成了。

如果我們想要看CPU執行的結果，然後我們再給CPU一個命令，它就會按照我們給出的命令輸出計算的結果了。我們所給出的命令就是我們用計算機指令編寫的計算機程式，可以用匯編語言編寫也可以用C語言編寫或者其它計算機語言都是可以的。

由此可見我們透過一個簡單的例子來說明CPU的工作原理，我們要知道當CPU遇到其它指令的時候也就是不斷重複這一過程的。

CPU的原始工作模式 在瞭解CPU工作原理之前，我們先簡單談談CPU是如何生產出來的。CPU是在特別純淨的矽材料上製造的。一個CPU晶片包含上百萬個精巧的電晶體。人們在一塊指甲蓋大小的矽片上，用化學的方法蝕刻或光刻出電晶體。因此，從這個意義上說，CPU正是由電晶體組合而成的。簡單而言，電晶體就是微型電子開關，它們是構建CPU的基石，你可以把一個電晶體當作一個電燈開關，它們有個操作位，分別代表兩種狀態:ON(開)和OFF(關)。這一開一關就相當於電晶體的連通與斷開，而這兩種狀態正好與二進位制中的基礎狀態“0”和“1”對應！這樣，計算機就具備了處理資訊的能力。 但你不要以為，只有簡單的“0”和“1”兩種狀態的電晶體的原理很簡單，其實它們的發展是經過科學家們多年的辛苦研究得來的。在電晶體之前，計算機依靠速度緩慢、低效率的真空電子管和機械開關來處理資訊。後來，科研人員把兩個電晶體放置到一個矽晶體中，這樣便創作出第一個積體電路，再後來才有了微處理器。 看到這裡，你一定想知道，電晶體是如何利用“0”和“1”這兩種電子訊號來執行指令和處理資料的呢？其實，所有電子裝置都有自己的電路和開關，電子在電路中流動或斷開，完全由開關來控制，如果你將開關設定為OFF，電子將停止流動，如果你再將其設定為ON，電子又會繼續流動。電晶體的這種ON與OFF的切換隻由電子訊號控制，我們可以將電晶體稱之為二進位制裝置。這樣，電晶體的ON狀態用“1”來表示，而OFF狀態則用“0”來表示，就可以組成最簡單的二進位制數。眾多電晶體產生的多個“1”與“0”的特殊次序和模式能代表不同的情況，將其定義為字母、數字、顏色和圖形。舉個例子，十進位中的1在二進位模式時也是“1”，2在二進位模式時是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此類推，這就組成了計算機工作採用的二進位制語言和資料。成組的電晶體聯合起來可以儲存數值，也可以進行邏輯運算和數字運算。加上石英時鐘的控制，電晶體組就像一部複雜的機器那樣同步地執行它們的功能。

這是一個需要很多個的硬體知識點才能在合理水平上理解的問題。

畫一個黑匣子，假設是CPU。在高層次上，這個盒子只做兩件事：

它消耗投入。它產生輸出。

現在可以告訴這個盒子，“加1和2”。你給了它三個輸入：

指令：“新增”第一個運算元：“1”第二個運算元：“2”

這個盒子會產生一個輸出（在這種情況下，大概是3）。

如果你沒有工程學位，或者你沒有參加課程，這個框的組成可能超出了這個答案的範圍。為了使其達到更高的水平，該盒子由門組成，可以允許電流流過，或者防止電流基於施加於其上的另一電壓而流動。如果你想看到這些如何用來表達邏輯的例子，使用網上搜索“NMOS”，“PMOS”，“CMOS”，“CMOS圖”，“XOR門結構”等必要的理論點。

然而，更重要一點，如果有足夠的電晶體，可能會出現某些更復雜的結構和指令。例如，在可能存在於膝上型電腦內部的x86_64處理器中，那麼就應該要說“將記憶體地址0x897E82和記憶體地址0x897EFA中的內容新增到記憶體中，而不是說”Add 1 and 2“導致記憶體地址為0x89B78C“。

那麼在這裡，給了它四個輸入：

指令：“新增”第一個運算元：“記憶體地址0x897E82中的專案”第二個運算元：“記憶體地址0x897EFA中的專案”結果如何處理：“將結果儲存在記憶體地址0x89B78C中”

與大多數人想到計算機視覺化的一般運動和總體畫面（雖然它們在硬體方面仍然非常複雜）相比，這些說明仍然非常簡陋。

例如，如果我傳送一條指令在某個記憶體地址上儲存某個值（可能為0xFFFFFF），並且該記憶體地址對應某個顯示輸出，那麼我可能會無意中將螢幕上的某個畫素變為白色或者其它顏色。

CPU只是一個複雜的工具，可以將簡單的輸入變成簡單的輸出。但是，如果這些指令中有幾條並行發生，並且每秒發生數十億條指令，那麼所有這些小的變化累積地形成了我們注意到並與之互動的宏觀效果（以及許多您不知道的變化，正如我們使用電腦看影片，打遊戲）。

CPU從儲存器或高速緩衝儲存器中取出指令，放入指令暫存器，並對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然後發出各種控制命令，執行微操作系列，從而完成一條指令的執行。指令是計算機規定執行操作的型別和運算元的基本命令。指令是由一個位元組或者多個位元組組成，其中包括操作碼欄位、一個或多個有關運算元地址的欄位以及一些表徵機器狀態的狀態字以及特徵碼。有的指令中也直接包含運算元本身。

提取

　　第一階段，提取，從儲存器或高速緩衝儲存器中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程式計數器(Program Counter)指定儲存器的位置，程式計數器儲存供識別目前程式位置的數值。換言之，程式計數器記錄了CPU在目前程式裡的蹤跡。提取指令之後，程式計數器根據指令長度增加儲存器單元。指令的提取必須常常從相對較慢的儲存器尋找，因此導致CPU等候指令的送入。這個問題主要被論及在現代處理器的快取和管線化架構。

解碼

　　CPU根據儲存器提取到的指令來決定其執行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據CPU的指令集架構(ISA)定義將數值解譯為指令。一部分的指令數值為運算碼(Opcode)，其指示要進行哪些運算。其它的數值通常供給指令必要的資訊，諸如一個加法(Addition)運算的運算目標。這樣的運算目標也許提供一個常數值(即立即值)，或是一個空間的定址值：暫存器或儲存器位址，以定址模式決定。在舊的設計中，CPU裡的指令解碼部分是無法改變的硬體裝置。不過在眾多抽象且複雜的CPU和指令集架構中，一個微程式時常用來幫助轉換指令為各種形態的訊號。這些微程式在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。

執行

　　在提取和解碼階段之後，接著進入執行階段。該階段中，連線到各種能夠進行所需運算的CPU部件。例如，要求一個加法運算，算數邏輯單元(ALU，Arithmetic Logic Unit)將會連線到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值，而輸出將含有總和的結果。ALU內含電路系統，易於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產生一個對該CPU處理而言過大的結果，在標誌暫存器裡，運算溢位(Arithmetic Overflow)標誌可能會被設定。

寫回

　　最終階段，寫回，以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。在其它案例中，運算結果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些型別的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果。這些一般稱作ldquo;跳轉(Jumps)，並在程式中帶來迴圈行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式。許多指令也會改變標誌暫存器的狀態位元。

　　這些標誌可用來影響程式行為，緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如，以一個比較指令判斷兩個值的大小，根據比較結果在標誌暫存器上設定一個數值。這個標誌可藉由隨後的跳轉指令來決定程式動向。在執行指令並寫回結果之後，程式計數器的值會遞增，反覆整個過程，下一個指令週期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令，程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址，且程式繼續正常執行。許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，並且同時執行。這個部分一般涉及經典RISC管線，那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制(Microcontrollers))。

基本結構

　　CPU包括運算邏輯部件、暫存器部件和控制部件等。

運算邏輯部件

　　運算邏輯部件，可以執行定點或浮點的算術運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執行地址的運算和轉換。

暫存器部件

　　暫存器部件，包括通用暫存器、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，它們用來儲存指令中的暫存器運算元和操作結果。通用暫存器是中央處理器的重要組成部分，大多數指令都要訪問到通用暫存器。通用暫存器的寬度決定計算機內部的資料通路寬度，其埠數目往往可影響內部操作的並行性。專用暫存器是為了執行一些特殊操作所需用的暫存器。控制暫存器通常用來指示機器執行的狀態，或者保持某些指標，有處理狀態暫存器、地址轉換目錄的基地址暫存器、特權狀態暫存器、條件碼暫存器、處理異常事故暫存器以及檢錯暫存器等。有的時候，中央處理器中還有一些快取，用來暫時存放一些資料指令，快取越大，說明CPU的運算速度越快，目前市場上的中高階中央處理器都有2M左右的二級快取，高階中央處理器有4M左右的二級快取。

CPU具有以下4個方面的基本功能：

1. 指令順序控制　　這是指控制程式中指令的執行順序。程式中的各指令之間是有嚴格順序的，必須嚴格按程式規定的順序執行，才能保證計算機工作的正確性。

2. 操作控制　　一條指令的功能往往是由計算機中的部件執行一序列的操作來實現的。CPU要根據指令的功能，產生相應的操作控制訊號，發給相應的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。

3. 時間控制　　時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中，在什麼時間做什麼操作均應受到嚴格的控制。只有這樣，計算機才能有條不紊地自動工作。

4. 資料加工　　即對資料進行算術運算和邏輯運算，或進行其他的資訊處理。

　　CPU從儲存器或高速緩衝儲存器中取出指令，放入指令暫存器，並對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然後發出各種控制命令，執行微操作系列，從而完成一條指令的執行。

　　指令是計算機規定執行操作的型別和運算元的基本命令。指令是由一個位元組或者多個位元組組成，其中包括操作碼欄位、一個或多個有關運算元地址的欄位以及一些表徵機器狀態的狀態字以及特徵碼。有的指令中也直接包含運算元本身。

提取　　第一階段，提取，從儲存器或高速緩衝儲存器中檢索指令（為數值或一系列數值）。由程式計數器（Program Counter）指定儲存器的位置。(程式計數器儲存供識別目前程式位置的數值。換言之，程式計數器記錄了CPU在目前程式裡的蹤跡。)

　　提取指令之後，程式計數器根據指令長度增加儲存器單元。指令的提取必須常常從相對較慢的儲存器尋找，因此導致CPU等候指令的送入。這個問題主要被論及在現代處理器的快取和管線化架構。

解碼　　CPU根據儲存器提取到的指令來決定其執行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據CPU的指令集架構（ISA）定義將數值解譯為指令。一部分的指令數值為運算碼（Opcode），其指示要進行哪些運算。其它的數值通常供給指令必要的資訊，諸如一個加法（Addition）運算的運算目標。這樣的運算目標也許提供一個常數值（即立即值），或是一個空間的定址值：暫存器或儲存器位址，以定址模式決定。在舊的設計中，CPU裡的指令解碼部分是無法改變的硬體裝置。不過在眾多抽象且複雜的CPU和指令集架構中，一個微程式時常用來幫助轉換指令為各種形態的訊號。這些微程式在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。

執行　　在提取和解碼階段之後，緊接著進入執行階段。該階段中，連線到各種能夠進行所需運算的CPU部件。

　　例如，要求一個加法運算，算術邏輯單元（ALU，Arithmetic Logic Unit）將會連線到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值，而輸出將含有總和的結果。ALU內含電路系統，易於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算（比如加法和位元運算）。如果加法運算產生一個對該CPU處理而言過大的結果，在標誌暫存器裡可能會設定運算溢位（Arithmetic Overflow）標誌。

寫回　　最終階段，寫回，以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。在其它案例中，運算結果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些型別的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果。這些一般稱作“跳轉”（Jumps），並在程式中帶來迴圈行為、條件性執行（透過條件跳轉）和函式。許多指令會改變標誌暫存器的狀態位元。這些標誌可用來影響程式行為，緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如，以一個“比較”指令判斷兩個值大小，根據比較結果在標誌暫存器上設定一個數值。這個標誌可藉由隨後跳轉指令來決定程式動向。在執行指令並寫回結果之後，程式計數器值會遞增，反覆整個過程，下一個指令週期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令，程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址，且程式繼續正常執行。許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，並且同時執行。這個部分一般涉及“經典RISC管線”，那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及（常稱為微控制（Microcontrollers））。

編輯本段基本結構　　CPU包括運算邏輯部件、暫存器部件和控制部件等。　運算邏輯部件　　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，也可執行地址運算和轉換。

暫存器部件　　暫存器部件，包括通用暫存器、專用暫存器和控制暫存器。

　　

32位CPU的暫存器

通用暫存器又可分定點數和浮點數兩類，它們用來儲存指令中的暫存器運算元和操作結果。

　　通用暫存器是中央處理器的重要組成部分，大多數指令都要訪問到通用暫存器。通用暫存器的寬度決定計算機內部的資料通路寬度，其埠數目往往可影響內部操作的並行性。

　　專用暫存器是為了執行一些特殊操作所需用的暫存器。

CPU從儲存器或高速緩衝儲存器中取出指令，放入指令暫存器，並對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然後發出各種控制命令，執行微操作系列，從而完成一條指令的執行。指令是計算機規定執行操作的型別和運算元的基本命令。指令是由一個位元組或者多個位元組組成，其中包括操作碼欄位、一個或多個有關運算元地址的欄位以及一些表徵機器狀態的狀態字以及特徵碼。有的指令中也直接包含運算元本身。

提取

　　第一階段，提取，從儲存器或高速緩衝儲存器中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程式計數器(Program Counter)指定儲存器的位置，程式計數器儲存供識別目前程式位置的數值。換言之，程式計數器記錄了CPU在目前程式裡的蹤跡。提取指令之後，程式計數器根據指令長度增加儲存器單元。指令的提取必須常常從相對較慢的儲存器尋找，因此導致CPU等候指令的送入。這個問題主要被論及在現代處理器的快取和管線化架構。

解碼

　　CPU根據儲存器提取到的指令來決定其執行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據CPU的指令集架構(ISA)定義將數值解譯為指令。一部分的指令數值為運算碼(Opcode)，其指示要進行哪些運算。其它的數值通常供給指令必要的資訊，諸如一個加法(Addition)運算的運算目標。這樣的運算目標也許提供一個常數值(即立即值)，或是一個空間的定址值：暫存器或儲存器位址，以定址模式決定。在舊的設計中，CPU裡的指令解碼部分是無法改變的硬體裝置。不過在眾多抽象且複雜的CPU和指令集架構中，一個微程式時常用來幫助轉換指令為各種形態的訊號。這些微程式在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。

執行

　　在提取和解碼階段之後，接著進入執行階段。該階段中，連線到各種能夠進行所需運算的CPU部件。例如，要求一個加法運算，算數邏輯單元(ALU，Arithmetic Logic Unit)將會連線到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值，而輸出將含有總和的結果。ALU內含電路系統，易於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產生一個對該CPU處理而言過大的結果，在標誌暫存器裡，運算溢位(Arithmetic Overflow)標誌可能會被設定。

寫回

　　最終階段，寫回，以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。在其它案例中，運算結果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些型別的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果。這些一般稱作ldquo;跳轉(Jumps)，並在程式中帶來迴圈行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式。許多指令也會改變標誌暫存器的狀態位元。

　　這些標誌可用來影響程式行為，緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如，以一個比較指令判斷兩個值的大小，根據比較結果在標誌暫存器上設定一個數值。這個標誌可藉由隨後的跳轉指令來決定程式動向。在執行指令並寫回結果之後，程式計數器的值會遞增，反覆整個過程，下一個指令週期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令，程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址，且程式繼續正常執行。許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，並且同時執行。這個部分一般涉及經典RISC管線，那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制(Microcontrollers))。

基本結構

　　CPU包括運算邏輯部件、暫存器部件和控制部件等。

運算邏輯部件

　　運算邏輯部件，可以執行定點或浮點的算術運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執行地址的運算和轉換。

暫存器部件

　　暫存器部件，包括通用暫存器、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，它們用來儲存指令中的暫存器運算元和操作結果。通用暫存器是中央處理器的重要組成部分，大多數指令都要訪問到通用暫存器。通用暫存器的寬度決定計算機內部的資料通路寬度，其埠數目往往可影響內部操作的並行性。專用暫存器是為了執行一些特殊操作所需用的暫存器。控制暫存器通常用來指示機器執行的狀態，或者保持某些指標，有處理狀態暫存器、地址轉換目錄的基地址暫存器、特權狀態暫存器、條件碼暫存器、處理異常事故暫存器以及檢錯暫存器等。有的時候，中央處理器中還有一些快取，用來暫時存放一些資料指令，快取越大，說明CPU的運算速度越快，目前市場上的中高階中央處理器都有2M左右的二級快取，高階中央處理器有4M左右的二級快取。

由電晶體組成的CPU是作為處理資料和執行程式的核心，其英文全稱是:Central Processing Unit，即中央處理器。首先，CPU的內部結構可以分為控制單元，邏輯運算單元和儲存單元(包括內部匯流排及緩衝器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(程式指令)，經過物資分配部門(控制單元)的排程分配，被送往生產線(邏輯運算單元)，生產出成品(處理後的資料)後，再儲存在倉庫(儲存單元)中，最後等著拿到市場上去賣(交由應用程式使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是透過邏輯運算單元來進行運算處理，交到儲存單元代表工作的結束。

你好，CPU的工作原理就是：

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；運算元地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。

2、指令譯碼（解碼）：指令暫存器中的指令經過譯碼，決定該指令應進行何種操作（就是指令裡的操作碼）、運算元在哪裡（運算元的地址）。

3、執行指令（寫回），以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。

4、 修改指令計數器，決定下一條指令的地址

　第一階段，提取，從儲存器或高速緩衝儲存器中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程式計數器(Program Counter)指定儲存器的位置，程式計數器儲存供識別目前程式位置的數值。換言之，程式計數器記錄了CPU在目前程式裡的蹤跡。提取指令之後，程式計數器根據指令長度增加儲存器單元。指令的提取必須常常從相對較慢的儲存器尋找，因此導致CPU等候指令的送入。這個問題主要被論及在現代處理器的快取和管線化架構。

解碼

　　CPU根據儲存器提取到的指令來決定其執行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據CPU的指令集架構(ISA)定義將數值解譯為指令。一部分的指令數值為運算碼(Opcode)，其指示要進行哪些運算。其它的數值通常供給指令必要的資訊，諸如一個加法(Addition)運算的運算目標。這樣的運算目標也許提供一個常數值(即立即值)，或是一個空間的定址值：暫存器或儲存器位址，以定址模式決定。在舊的設計中，CPU裡的指令解碼部分是無法改變的硬體裝置。不過在眾多抽象且複雜的CPU和指令集架構中，一個微程式時常用來幫助轉換指令為各種形態的訊號。這些微程式在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。

執行

　　在提取和解碼階段之後，接著進入執行階段。該階段中，連線到各種能夠進行所需運算的CPU部件。例如，要求一個加法運算，算數邏輯單元(ALU，Arithmetic Logic Unit)將會連線到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值，而輸出將含有總和的結果。ALU內含電路系統，易於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產生一個對該CPU處理而言過大的結果，在標誌暫存器裡，運算溢位(Arithmetic Overflow)標誌可能會被設定。

寫回

　　最終階段，寫回，以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。在其它案例中，運算結果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體中。某些型別的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果。這些一般稱作ldquo;跳轉(Jumps)，並在程式中帶來迴圈行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式。許多指令也會改變標誌暫存器的狀態位元。

　　這些標誌可用來影響程式行為，緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如，以一個比較指令判斷兩個值的大小，根據比較結果在標誌暫存器上設定一個數值。這個標誌可藉由隨後的跳轉指令來決定程式動向。在執行指令並寫回結果之後，程式計數器的值會遞增，反覆整個過程，下一個指令週期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令，程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址，且程式繼續正常執行。許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，並且同時執行。這個部分一般涉及經典RISC管線，那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制(Microcontrollers))。

基本結構

　　CPU包括運算邏輯部件、暫存器部件和控制部件等。

運算邏輯部件

　　運算邏輯部件，可以執行定點或浮點的算術運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執行地址的運算和轉換。

暫存器部件

　　暫存器部件，包括通用暫存器、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，它們用來儲存指令中的暫存器運算元和操作結果。通用暫存器是中央處理器的重要組成部分，大多數指令都要訪問到通用暫存器。通用暫存器的寬度決定計算機內部的資料通路寬度，其埠數目往往可影響內部操作的並行性。專用暫存器是為了執行一些特殊操作所需用的暫存器。控制暫存器通常用來指示機器執行的狀態，或者保持某些指標，有處理狀態暫存器、地址轉換目錄的基地址暫存器、特權狀態暫存器、條件碼暫存器、處理異常事故暫存器以及檢錯暫存器等。有的時候，中央處理器中還有一些快取，用來暫時存放一些資料指令，快取越大，說明CPU的運算速度越快，目前市場上的中高階中央處理器都有2M左右的二級快取，高階中央處理器有4M左右的二級快取。

CPU的工作原理bai就是：

1、取指令du：CPU的控制器從內zhi存讀取一條指令並放入指令暫存器。指令的dao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；運算元地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。

2、指令譯碼（解碼）：指令暫存器中的指令經過譯碼，決定該指令應進行何種操作（就是指令裡的操作碼）、運算元在哪裡（運算元的地址）。

3、執行指令（寫回），以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。

4、 修改指令計數器，決定下一條指令的地址。

擴充套件資料

CPU主要功能：

1、處理指令

英文Processing instructions；這是指控制程式中指令的執行順序。程式中的各指令之間是有嚴格順序的，必須嚴格按程式規定的順序執行，才能保證計算機系統工作的正確性。

2、執行操作

英文Perform an action；一條指令的功能往往是由計算機中的部件執行一系列的操作來實現的。CPU要根據指令的功能，產生相應的操作控制訊號，發給相應的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。

3、控制時間

英文Control time；時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中，在什麼時間做什麼操作均應受到嚴格的控制。只有這樣，計算機才能有條不紊地工作。

4、處理資料

即對資料進行算術運算和邏輯運算，或進行其他的資訊處理。

其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， 並執行指令。在微型計算機中又稱微處理器，計算機的所有操作都受CPU控制，CPU的效能指標直接決定了微機系統的效能指標。

CPU具有以下4個方面的基本功能：資料通訊，資源共享，分散式處理，提供系統可靠性。運作原理可基本分為四個階段：提取（Fetch）、解碼（Decode）、執行（Execute）和寫回（Writeback）。

1971年。世界上第一塊微處理器4004在Intel公司誕生了。它出現的意義是劃時代的，比起以前的CPU，4004顯得很可憐，它只有2300個電晶體，功能相當有限，而且速度還很慢。

進入新世紀以來，CPU進入了更高速發展的時代，以往可望而不可及的1Ghz大關被輕鬆突破了，在市場分佈方面，仍然是Intel跟AMD公司在 兩雄爭霸，它們分別推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium III和Celeron,Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等處理器，競爭日益激烈。

CPU的工作原理就是：

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；運算元地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。

2、指令譯碼（解碼）：指令暫存器中的指令經過譯碼，決定該指令應進行何種操作（就是指令裡的操作碼）、運算元在哪裡（運算元的地址）。

3、執行指令（寫回），以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果經常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。

4、 修改指令計數器，決定下一條指令的地址。

CPU主要功能：

1、處理指令

英文Processing instructions；這是指控制程式中指令的執行順序。程式中的各指令之間是有嚴格順序的，必須嚴格按程式規定的順序執行，才能保證計算機系統工作的正確性。

2、執行操作

英文Perform an action；一條指令的功能往往是由計算機中的部件執行一系列的操作來實現的。CPU要根據指令的功能，產生相應的操作控制訊號，發給相應的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。

3、控制時間

英文Control time；時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中，在什麼時間做什麼操作均應受到嚴格的控制。只有這樣，計算機才能有條不紊地工作。

4、處理資料

即對資料進行算術運算和邏輯運算，或進行其他的資訊處理。

其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， 並執行指令。在微型計算機中又稱微處理器，計算機的所有操作都受CPU控制，CPU的效能指標直接決定了微機系統的效能指標。

CPU具有以下4個方面的基本功能：資料通訊，資源共享，分散式處理，提供系統可靠性。運作原理可基本分為四個階段：提取（Fetch）、解碼（Decode）、執行（Execute）和寫回（Writeback）。