CPU：计算机核心，高效处理与控制

电脑之心——CPU

准确地理解，一台普通的计算机可以看作是一个系统，有输入、输出、处理、存储等子系统，还有软件系统。

每一台计算机都有两大件——硬件和软件。

所谓硬件，是指实实在在、看得见摸得着的机器部件。我们看到的计算机，有一些机柜或机箱，里面是各式各样的电子器件，加上键盘、鼠标器、显示器及打印机，这些都是硬件。

所谓软件，就是程序以及有关文档的总称。程序是由一系列指令组成的，每条指令一般都能激发机器进行相应的操作。计算机专家把程序在机器中的执行比作厨师做菜，菜谱就是程序。厨师根据菜谱的规定一步一步地去做，直到把菜烧好。菜谱的实施结果是一道菜肴，程序的执行结果是按照某种格式产生一个输出，文档是与程序有关的辅助性文字材料。

电子计算机的核心部件之一中央处理器(CPU)，是在计算机内部完成指令读出、解释和执行的部件

在计算机的硬件系统中，除了输入、输出设备和存储器外，还有两个最关键的部件，那就是运算器及控制器。这两个部件的性能往往决定着整个计算机系统的性能，加上二者之间联系最为密切，所以往往将二者结合在一起。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，这是英文Control Processing Unit的中文译名，我们一般取3个英文单词的打头字母合成为CPU。CPU在现代微型计算机中往往是合在一个芯片上，这是电脑中最为关键的部位，是采用集成电路技术制作的。

专家们把CPU与内存合在一起称为计算机的主机，它相当于人的大脑，用来记忆事件，进行分析，判断运算，并控制各部分协调工作，准确地完成特定的任务。

输入与输出设备称为外部设备，简称外设。它们只是沟通与主机联系的桥梁，好比人接受信息的感觉器官和发出动作的躯体。(www.xing528.com)

CPU在计算机中的重要性无以复加，人们形象地将CPU称为“电脑之心”。CPU也一般地被称为微处理器，具体包括:运算器、寄存器、累加器、算术逻辑部件、控制部件、时钟发生器、内部总线等。

运算器是心中之心，是计算机处理信息从而形成新信息的加工厂。它的主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断，所以也称为算术逻辑单元。

运算器内常设若干可以寄存数据的寄存器。运算时，在计算机控制器的统一指挥下，由存储器或寄存器向运算器提供所需信息，进行加减算术运算或其他一些运算。运算结果根据情况或者暂存在内部寄存器，或者送回到存储器。

运算器主要是由一个加法器、几个寄存器和一些控制线路组成的。

控制器是计算机的神经中枢，指挥全机子系统自动地、协调地工作。具体地讲，首先它要从存储器中取出一条指令，然后对这条指令进行分析，指出该指令要完成什么样的操作，并指明操作数的地址，最后，根据操作数所在的地址，取出操作数，完成某种操作。这就是说，从取得指令到完成指令给定的任务这一过程，一般须经历取指、分析、执行三个阶段，每个阶段又都包含了为数更多、安排在不同的、在更短的时间间隔内完成的小任务。

控制器的主要部件有:指令寄存器，负责寄存指令;译码器，将指令中的操作码翻译成相应的控制信号;时序节拍发生器，产生一定的时序脉冲和节拍电位，使计算机有节奏、有次序地工作;操作控制部件，将脉冲、电位和译码器的控制信号组合起来，有时间、有顺序地去控制各个部件做相应操作;指令计算器，指出下一条指令。

人们通常所讲的486、586机器，都是相对于CPU的功能来讲的;未来的生物电脑等先进电脑，也往往是指对CPU的改进处理而言的。从这个意义上讲，CPU的进步代表了计算机的进步。