cpu基本工作原理（简学CPU工作原理）

CPU(中央处理器)是现代计算机的核心部件，因此CPU的规格与主频常常被用来衡量一台计算机的性能。

CPU的基本组成结构由以下几部分组成：

1)时钟单元：产生所有模块同步运转的基准信号，和一些中断信号；

2)存储单元：用来存储代码和数据；

3)存储控制单元：用来协调代码指令的读取和数据部分的读写；

4)指令计数器：控制指令按顺序或者指定的跳跃执行；

5)算术运算单元：执行运算，保存运算结果等操作；

6)CPU控制单元：是cpu的核心模块，通过缓存指令，解释指令，来产生其他模块的控制信号。

CPU的工作方式可以简单表达为：

从上面的基本结构可以看出，CPU的根本任务就是执行指令，因此一款cpu的设计也包括指令集的设计，即该cpu能执行哪些操作和功能。

例：设计一条无符号加法运算指令

指令长度：16比特（表示该cpu为16位cpu）

指令结构：12比特的操作数（立即寻址：操作数包含在指令中，立即数），4比特操作码（0110代表ADD指令，执行加法运算）

当程序执行到该条指令时，判别操作码，然后将操作数送与运算单元，与运算单元中的缓存结果相加，并将结果继续缓存到运算单元。

指令就是一串二进制序列，将刚刚设计的指令用一个便于记忆的方式表达——ADD(助记符)，每一款cpu都有一个包含和所支持的一个指令集。 当我们想让cpu完成某一系列的功能即执行一系列的指令，可以写一串的二级制序列来实现——机器代码，或者一串助记符来实现——汇编代码，或者一串更高级的表达方式——c语言代码、c 代码等。当程序用高级语言实现后，再交于解释器，编译器等处理，最终变成机器代码即一串二进制序列，在将其放入cpu的存储单元中，这样cpu就能按照我们的意愿进行工作了。