控制器（Control Unit，CU）是计算机的司令部，由它指挥全机各个部件自动、协调地工作。控制器的基本功能是根据指令计数器中指定的地址从内存取出一条指令，对指令进行译码，再由操作控制部件有序地控制各部件完成操作码规定的功能。控制器也记录操作中各部件的状态，使计算机能有条不紊地自动完成程序规定的任务。
从宏观上看，控制器的作用是控制计算机各部件协调工作。从微观上看，控制器的作用是按一定顺序产生机器指令以获得执行过程中所需要的全部控制信号，这些控制信号作用于计算机的各个部件以使其完成某种功能，从而达到执行指令的目的。所以，对控制器而言，真正的作用是对机器指令执行过程的控制。
机器指令是一个按照一定格式构成的二进制代码串，它用来描述计算机可以理解并执行的基本操作。机器指令通常由操作码和操作数两部分组成。
（1）操作码：指明指令所要完成操作的性质和功能。
（2）操作数：指明操作码执行时的操作对象。
操作数的形式可以是数据本身，也可以是存放数据的内存单元地址或寄存器名称。操作数又分为源操作数和目的操作数，源操作数指明参加运算的操作数来源，目的操作数地址指明保存运算结果的存储单元地址或寄存器名称。
指令的基本格式如图2-3所示。
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图2-3 指令的基本格式
计算机的工作过程就是按照控制器的控制信号自动、有序地执行指令的过程。指令是计算机正常工作的前提，所有程序都是由一条条指令序列组成的。一条机器指令的执行需要获得指令、分析指令、执行指令。
控制器和运算器是计算机的核心部件，这两部分合称中央处理器（Central Processing Unit），简称CPU，在微型计算机中通常也称作微处理器（Micro Processing Unit，MPU）。微型计算机的发展与微处理器的发展是同步的。
主频是指CPU的时钟频率，是微型计算机性能的一个重要指标，它的高低一定程度上决定了计算机速度的高低。主频以吉赫兹（GHz）为单位，一般地说，主频越高，速度越快。由于微处理器发展迅速，微型计算机的主频也在不断地提高，现在的主频一般是3～5 GHz。
现在的CPU已进入多核心多线程的时代。多核心是指多个处理器集成到同一芯片内，各个处理器并行执行不同的进程。多线程是指同一个处理器上的多个线程同步执行并共享处理器的执行资源，可最大限度地提高处理器运算部件的利用率。现在比较常见的CPU一般是四核四线程、四核八线程或八核八线程。CPU的外形如图2-4所示。
图2-4 CPU
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