當我們在選購電腦、手機的時候，銷售人員都會告訴我們電腦、手機的配置，都會提到CPU，朋友也會提醒注意下CPU。那么CPU到底是什么？

CPU的英文全稱是Central Processing Unit，翻譯成中文也就是中央處理器。cpu有著處理指令、執行操作、控制時間、處理數據四大作用，打個比喻來說，cpu就像我們的大腦，幫我們完成各種各樣的生理活動。因此如果沒有cpu，那么電腦就是一堆廢物，無法工作。

CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發出各種控制命令，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類型和操作數的基本命令。指令是由一個字節或者多個字節組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關操作數地址的字段以及一些表征機器狀態的狀態字以及特征碼。有的指令中也直接包含操作數本身。

處理器基本知識

處理器：超大規模集成電路，就是模電里說的集成電路，不同的是它所要做的就是處理機器碼，對應機器碼的不同做出不同的處理。比較出名的處理器廠商有inter ，AMD ，IBM，以及ARM~~ 其中inter主要是PC機上，而ARM主要在手機上。

處理器：Center Process Unit - 》 中央處理器 具有運算器跟控制器功能的大規模集成電路。

處理器的基本組成包括：

1.運算器（ALU，Arithmetic Logic Unit）

2.高速緩存儲器（Cache）

3.實現ALU與Data聯系的Data

4.控制及狀態總線（Bus）

處理器架構：

處理器架構代表了各個部件的排列組合方式，處理器就像是計算機的心臟，它除了可以運算一些東西外其實也不會什么，真正要把它計算出來的東西實現出來的還是要依靠外面的設備。而如何把CPU跟外面的設備有序的鏈接起來就是處理器架構要做的事情了。處理器架構是有一些規范的，沒有規范的話，拿給別人用別人也不知道怎么用，現在主流的處理器架構分為兩類：一個是intel系列CPU，另一個是AMD系列CPU，了解這些架構對于這些架構怎么用以后把CPU的說明書拿來看就清楚了。

中央處理器cpu由什么組成

CPU包括運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件等。

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，也可執行地址運算和轉換。

寄存器

寄存器部件，包括寄存器、專用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定點數和浮點數兩類，它們用來保存指令執行過程中臨時存放的寄存器操作數和中間（或最終）的操作結果。 通用寄存器是中央處理器的重要部件之一。

控制部件

英文Control unit；控制部件，主要是負責對指令譯碼，并且發出為完成每條指令所要執行的各個操作的控制信號。

其結構有兩種：一種是以微存儲為核心的微程序控制方式；一種是以邏輯硬布線結構為主的控制方式。

微存儲中保持微碼，每一個微碼對應于一個最基本的微操作，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序。中央處理器在對指令譯碼以后，即發出一定時序的控制信號，按給定序列的順序以微周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，復雜指令則要由幾十個微操作甚至幾百個微操作組成。

中央處理器的作用

CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發出各種控制命令，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類型和操作數的基本命令。指令是由一個字節或者多個字節組成，其中包括操作碼字段、一個或多個有關操作數地址的字段以及一些表征機器狀態的狀態字以及特征碼。有的指令中也直接包含操作數本身。

提取

第一階段，提取，從存儲器或高速緩沖存儲器中檢索指令（為數值或一系列數值）。由程序計數器（Program Counter）指定存儲器的位置。（程序計數器保存供識別程序位置的數值。換言之，程序計數器記錄了CPU在程序里的蹤跡。）

解碼

CPU根據存儲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段。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信息，諸如一個加法（Addition）運算的運算目標。

執行

在提取和解碼階段之后，緊接著進入執行階段。該階段中，連接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）將會連接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，易于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，在標志暫存器里可能會設置運算溢出（Arithmetic Overflow）標志。

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，以供隨后指令快速存取。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。某些類型的指令會操作程序計數器，而不直接產生結果。這些一般稱作“跳轉”（Jumps），并在程式中帶來循環行為、條件性執行（透過條件跳轉）和函式。許多指令會改變標志暫存器的狀態位元。這些標志可用來影響程式行為，緣由于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，根據比較結果在標志暫存器上設置一個數值。這個標志可藉由隨后跳轉指令來決定程式動向。在執行指令并寫回結果之后，程序計數器值會遞增，反覆整個過程，下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。

處理器工作過程

比如我們寫的C語言代碼亦或者是匯編代碼，在通過編譯器編譯成機器碼后發送給內存，而處理器就是從內存里拿那些機器碼來一條一條執行，具體執行過程如下

取址，譯碼，執行--》CUP上處理數據通過這種三級流水線操作來實現機器碼內部的功能 不排除有些CPU有多于3級的流水線（多一級流水線就多一個準備，會提升執行質量與效率），但這三個流水線是必須存在的

每一級流水線要做的工作如下：

取址：從存儲器中找到機器碼

譯碼：把機器碼翻譯成有意義的片段

執行：執行所翻譯后的代碼段

指令集：

就是CPU能夠識別的有意義的機器碼段的集合（舉個例子，比如機器碼0X000112120780，CPU會讀取這個機器碼，然后再對比自己的指令集，查出這個機器碼具體要做什么，而這具體要做什么的信息的集合就是指令集）。主要有它們之間的區別 前兩者主要是指令長度，其實RISC指令集是從CISC指令集里比較常用的指令的一個集合，ARM就是用RISC，而X86是用CISC，其實RISC是從CISC中提煉出來的，但通過RISC指令間的配合也能實現CISC中的指令。

1.CISC指令集，也稱為復雜指令集，英文名是CISC（Complex Instruction Set Computer） 使用此類指令集的CPU用 inter 的X86

2.RISC指令集，精簡指令集，英文名（Reduced Instruction Set Computing ） 使用此類指令集的CPU用ARM大多數芯片

3.IA-64指令集，精確并行指令計算機。

處理器技術：

如何讓處理器更加高效的工作。

多線程，簡稱SMT，線程其實就是正在運行的程序。而多線程就是讓多個程序同時在CPU上跑，當然我們知道單核CUP一次只能執行一個程序的，那么我們要如何才能夠讓多個程序在一個CPU上跑？道理很簡單，就是你跑一下，我再跑一下。讓多個線程一個跑一下，由于跑的很快，所以我們使用者是不會感覺他們之間的停頓的，也就是說，我們會認為他們同時在跑。

多核心，簡稱CMP（Chip Multiprocessors，簡稱CMP ），單芯片多處理器，就是多個處理器在同一個芯片中，可以這樣做的原因是元器件越來越小制成越來越高，這樣做可以節省芯片體積，又能提高程序運行效率。這就是我們的手機為什么越多核賣的又并不是很貴的原因，當然也并不是越多核心越好，這個買多核心手機的人應該可以體會，因為指令分在不同處理器里運行，雖然增加了它的執行效率但是最后要把它們的數據組裝起來也是要費一番功夫的，所以并不是越多核心越好。