2024年4月24日发(作者：)

CPU通常包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码。它

把指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系列,从而完

成一条指令的执行。指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指

令是由一个字节或者多个字节组成,其中包括操作码字段、一个或多个有关操作

数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字和特征码。有的指令中也直接包含

操作数本身。运算逻辑部件, 可以执行定点或浮点的算术运算操作、移位操作以

及逻辑操作,也可执行地址的运算和转换。

CPU内部结构大概可以分为控制单元、运算单元、存储单元和时钟等几个主要部

分。 运算器是计算机对数据进行加工处理的中心，它主要由算术逻辑部件（ALU：

Arithmetic and Logic Unit）、寄存器组和状态寄存器组成。ALU主要完成对

二进制信息的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。

通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果。状态寄存器在不

同的机器中有不同的规定，程序中，状态位通常作为转移指令的判断条件。 控

制器是计算机的控制中心，它决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程

序的正确执行，而且要能够处理异常事件。

控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等

几个部分。 指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。时序控

制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。一般时钟脉冲就是最基本

的时序信号，是整个机器的时间基准，称为机器的主频。

执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期，不同指令的周期有可能不同。一

般为便于控制，根据指令的操作性质和控制性质不同，会把指令周期划分为几个

不同的阶段，每个阶段就是一个CPU周期。早期CPU同内存在速度上的差异不大，

所以CPU周期通常和存储器存取周期相同，后来，随着CPU的发展现在速度上已

经比存储器快很多了，于是常常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。

总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。就CPU而言一般分为内

部总线和CPU对外联系的外部总线，外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线

（FSB）等。 中断是指计算机由于异常事件，或者一些随机发生需要马上处理的

事件，引起CPU暂时停止现在程序的执行，转向另一服务程序去处理这一事件，

处理完毕再返回原程序的过程。

由机器内部产生的中断，我们把它叫做陷阱（内部中断），由外部设备引起的中

断叫外部中断。 CPU的硬件主要由微处理器,存储器以及与读写器进行通信的输

入/输出(I/O)接口组成。