CPU工作原理是什麼？CPU從儲存器或高速緩衝儲存器中取出指令，放入指令暫存器，並對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然後發出各種控制命令，執行微操作系列，從而完成一條指令的執行。

提取　　

第一階段，提取，從儲存器或高速緩衝儲存器中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程式計數器(Program Counter)指定儲存器的位置，程式計數器儲存供識別目前程式位置的數值。換言之，程式計數器記錄了CPU在目前程式裡的蹤跡。提取指令之後，程式計數器根據指令長度增加儲存器單元。指令的提取必須常常從相對較慢的儲存器尋找，因此導致CPU等候指令的送入。

解碼　　

CPU根據儲存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斷。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資訊，諸如一個加法(Addition)運算的運算目標。這樣的運算目標也許提供一個常數值(即立即值)，或是一個空間的定址值：暫存器或儲存器位址，以定址模式決定。

執行　　

在提取和解碼階段之後，接著進入執行階段。該階段中，連線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，算數邏輯單元(ALU，Arithmetic Logic Unit)將會連線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，易於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，在標誌暫存器裡，運算溢位(Arithmetic Overflow)標誌可能會被設定。

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，以供隨後指令快速存取。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。某些型別的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果。這些一般稱作ldquo;跳轉(Jumps)，並在程式中帶來迴圈行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式。許多指令也會改變標誌暫存器的狀態位元。

希望可以幫到你！

CPU的工作原理就是：

1、取指令：CPU的控制器從記憶體讀取一條指令並放入指令暫存器。指令的格式一般是這個樣子滴：操作碼就是組合語言裡的mov，add，jmp等符號碼；運算元地址說明該指令需要的運算元所在的地方，是在記憶體裡還是在CPU的內部暫存器裡。

2、指令譯碼（解碼）：指令暫存器中的指令經過譯碼，決定該指令應進行何種操作（就是指令裡的操作碼）、運算元在哪裡（運算元的地址）。

3、執行指令（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，以供隨後指令快速存取。

4、 修改指令計數器，決定下一條指令的地址。

擴充套件資料

CPU主要功能：

1、處理指令

英文Processing instructions；這是指控制程式中指令的執行順序。程式中的各指令之間是有嚴格順序的，必須嚴格按程式規定的順序執行，才能保證計算機系統工作的正確性。

2、執行操作

英文Perform an action；一條指令的功能往往是由計算機中的部件執行一系列的操作來實現的。CPU要根據指令的功能，產生相應的操作控制訊號，發給相應的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。

3、控制時間

英文Control time；時間控制就是對各種操作實施時間上的定時。在一條指令的執行過程中，在什麼時間做什麼操作均應受到嚴格的控制。只有這樣，計算機才能有條不紊地工作。

4、處理資料

即對資料進行算術運算和邏輯運算，或進行其他的資訊處理。

其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的資料， 並執行指令。在微型計算機中又稱微處理器，計算機的所有操作都受CPU控制，CPU的效能指標直接決定了微機系統的效能指標。

CPU具有以下4個方面的基本功能：資料通訊，資源共享，分散式處理，提供系統可靠性。運作原理可基本分為四個階段：提取（Fetch）、解碼（Decode）、執行（Execute）和寫回（Writeback）。

1971年。世界上第一塊微處理器4004在Intel公司誕生了。它出現的意義是劃時代的，比起以前的CPU，4004顯得很可憐，它只有2300個電晶體，功能相當有限，而且速度還很慢。

大家生活中都離不開CPU吧~~不管是電腦裡，手機裡，甚至是你的遙控器中，都有著它的身影。那麼你肯定會有這樣的疑問了，CPU內部到底是什麼鬼，為什麼集成了幾億甚至上十億的電晶體？感覺好屌的樣子~~

嚴格意義上來講，CPU只是指電腦中的那塊晶片，而寬泛來講，CPU則存在於各大積體電路中，下面我們虛構歷史，追尋CPU的前世今身。

讀過三體的小夥伴對那段秦始皇操縱千萬兵馬組成計算機的場面一定不陌生吧~無論懂不懂計算機，我們都知道現代計算機內部邏輯只有0和1兩個狀態，這兩種狀態又可以進行三種基本運算，與、或、非，類似於加減乘除。這裡不詳細介紹了。我們知道加減乘除可以組成各種函式，類似地，與或非這三種運算也可以組成各種邏輯函式，從而實現各種功能。談到這裡，小夥伴們就很神奇了，與或非怎麼就能實現各種功能了？跨度太大了有木有？！於是，我就舉個栗子~~

加法器

看，是不是了呢~~（不會二進位制的請忽略這段，只要覺得好厲害就可以了）。什麼？瞬間逼格掉了？沒辦法了~~科學的萬丈大廈就是這樣築起來的~~

這還只是半加器，我們又發明了全加器，然後發現全加器有點問題，於是我們又發明了超前進位加法器（上述幾個名詞感興趣的可以百度百科~~）

4位超前進位加法器74LS283

現在已經是中規模積體電路了~~上圖電路可以做一個事情，將兩個四位二進位制數相加，並輸出結果，包括進位。

這就構成了計算機加法指令的執行電路部分了~~當然現在的CPU都是64位了，也就是CPU可以一次性將兩個64位的二進位制數相加了。上述只講了加法這一種計算功能，事實上我們的計算機CPU中有上萬種計算功能，可以想象這電路規模有多大了吧~~

講完計算機計算的方法，那麼計算機是怎麼知道自己接下來要幹什麼呢，也就是要將資料送入哪部分計算單元中，以進行計算？

首先CPU要將資料從硬碟中調用出來，從硬碟的一個固定位置開始讀取資料。CPU將資料取出來之後，接下來就是翻譯這段資料了，根據這段資料決定執行什麼功能。等等，不夠直觀對吧~打個比方吧，我是硬碟，你是CPU，我說一，你就抓頭髮，我說二，你就跳，一樣的道理~~什麼？與或非三種運算怎麼實現將資料送入不同的電路中？噢噢，差點忘記了，電路輸出有時候不止是0或1，還有第三種狀態——高阻態。

傳輸門

上述電路中當C為0時，左邊和右邊是斷開的。當一個電路輸出高阻態時，就相當於斷開。

繞來繞去還是不懂%>_<%，其實我也快暈了哈哈。再舉栗子~~如果你知道蘋果裡面有蟲子，現在你有兩個選擇：吃掉蘋果並吃掉蟲子和吃掉蘋果不吃掉蟲子。那麼問題來了，你不想吃掉蘋果的對不對~！所以就有了高阻態。當電路不管輸出0還是1都對後面的電路有影響時，就可以輸出高阻態，這樣兩端電路就斷開了，也就消除了影響。

那麼這和我們的上述問題有什麼關係呢~？你沒有發現上述電路結構就像是開關一樣嗎~~將需要連線的電路“開關”開啟，其餘的邏輯電路的開關關閉即可，而開關就由CPU讀取到的指令資料決定~

CPU的中文翻譯叫中央處理器，好吧，這其實只是一句廢話，不過為了這個牛逼的翻譯，我們也給它一個牛逼的比喻，那我們就把CPU比喻成一個國家的中央機構，接下來我們一一對應打比喻講解。

影響CPU效能的主要因素可以分為兩大塊：主頻和架構。

主頻我們可以理解為中央部門的工作能力，架構可以理解為國家的管理制度，主要用於協調中央機構各部門之間的工作。所以整個中央機構的工作效率（CPU效能）主要就是受到這兩個方面的影響。工作能力越高各部門之間協調越好，整體工作效率自然就越高。反之，任何一方面不夠好，都會對整體工作效率造成明顯的影響。

我們知道市面上最大的PC處理器主要由兩大品牌Intel和AMD壟斷，而大部分時間裡，Intel都是壓著AMD打的，原因就是因為AMD的架構不行，雖然主頻對比Intel不落下風甚至稍微領先，但是整體效能卻被Intel徹底壓制了。這就是因為AMD的中央機構各部門協調能力比Intel差多了，所以即使工作能力差不多，但協調不好，所以整體工作效能就比不過了。

隨著我們生活水平的不斷提升，計算機已經成為了家庭的必備家用電器，計算機的使用已經應用到了各行各業，甚至延伸到了我們的日常生活中，別看我們對計算機的使用再熟悉不過了，其實依然有很多人不瞭解計算機為什麼有這麼強大的功能，只知道計算機的學問可大了。然而，計算機一切功能的實現都要得益於CPU，下面我就給大家講解一下CPU的知識。

CPU中文翻譯為中央處理器，是一塊超大規模的積體電路，是一臺計算機的運算核心和控制核心。它的功能主要是解析計算機指令以及處理計算機軟體中的資料。是計算機組成部分裡最重要的一部分。

CPU的結構主要由運算器、控制器、暫存器三大塊組成。

它的工作原理對於從事計算機相關工作的人來說，可以算得上是基本常識之類的，就是主要有以下四個流程：

1、提取階段：由輸入裝置把原始資料或資訊輸入給計算機儲存器存起來。

2、解碼階段：根據CPU的指令集架構（ISA）定義將數值解譯為指令。

3、執行階段：再由控制器把需要處理或計算的資料調入運算器。

4、最終階段：將結果簡單的寫回，寫進內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。

但是對於那些沒有學過計算機相關知識的人以及老百姓來說，就算看到了工作流程，依然很難真正理解，下面就以我自己通俗的描述給大家科普一下：

CPU的工作原理就像一個自來水廠淨化水的過程：進人自來水廠的黃河水（提取階段）；經由排程部門的排程分配（解碼階段）；然後送往自來水的生產流程上（執行階段）；生產出自來水後，再儲存在清水池中，最後由泵房把清水送到自來水管（最終階段）。這個過程看起來相當長，實際上只是一瞬間發生的事情。也可以這樣理解CPU只執行三種基本的操作，分別是讀出資料、處理資料和往記憶體寫資料。