微處理器是微型計算機的核心部分，又稱為中央處理器(簡稱CPU)。微處理器主要由控制器和運算器兩部分組成（還有一些支撐電路），用以完成指令的解釋與執行。 CPU中的運算器部分由算術邏輯單元ALU、累加器AC、資料緩衝暫存器DR和標誌暫存器F組成，它是計算機的資料加工處理部件。我們以一個簡單的A、B兩數相加操作為例來說明運算器各部分的操作步驟。 計算A+B 1）從主儲存器M取出第一個加數A，經雙向資料匯流排DB、資料緩衝暫存器DR、算術邏輯部件ALU，送到累加器AC暫存； 2）從主存M取出另一個加數B，經雙向資料匯流排DB送入資料緩衝暫存器DR暫存； 3）在控制訊號作用下，將數A和數B分別從AC和DR中取出送ALU進行加法運算，相加到的結果寫回累加器AC，並將反映運算結果的諸如"零"、"負"、"進位"、"溢位"等標誌狀態寫入標誌暫存器F； 4）將AC中兩數相加之和經DR和資料匯流排DB送到主儲存器存放。 以上過程可用符號表示為： （A） —> DR； （DR）—> AC； （B） —> DR； （AC）+（DR）—> AC； （AC）—> DR； （DR）—> M。 透過以上例子，可以看出運算器應該具有以下基本功能： 1） 具有對資料進行加工處理的運算能力，諸如進行加、減、乘、除等算術運算以及與、或、非等邏輯運算。這些工作由算術邏輯單元ALU來完成； 2） 具有傳送資料和暫時存放參與運算的資料及某些中間運算結果的能力，一般透過內部資料傳送匯流排和通用暫存器來完成； 3） 具有對參與運算的資料和執行的運算操作進行選擇的功能，並且能按指令要求將運算結果送至指定部件。這部分功能主要由運算器中大量的電子控制器件實現。 CPU中的控制部分由指令計數器IP、指令暫存器IR、指令譯碼器ID及相應的操作控制部件組成。它產生的各類控制訊號使計算機各部件得以協調地工作，是計算機的指令執行部件。控制器的主要工作原理及各部件功能如下： 1） 取指令：根據指令計數器IP的內容（指令地址），經地址暫存器AR從主儲存器中取出一條待執行指令，送入指令暫存器IR；同時，使IP的內容指向下一條待執行指令的地址（一般透過IP內容加1來實現）； 2） 分析指令：也稱指令譯碼，由譯碼器ID對存於指令暫存器IR中的指令進行分析，並根據指令的要求產生相應的操作命令。若參與操作的資料在主儲存器中，則還需要形成相應的運算元地址； 3） 執行指令：根據分析指令過程中獲取的操作命令和運算元地址形成相應的操作控制訊號，透過運算器、主儲存器及I/O裝置執行，以實現每條指令的功能，其中包括對運算結果的處理和下一條指令地址的形成； 4） 重複以上步驟，再取指令、分析指令、執行指令，如此迴圈，直到遇到停機指令或受到外來干預為止。 在微機中，常常將取指令和分析指令合稱為取指令，因此也將計算機的完成一條指令的過程分為兩個步驟：取指令和執行指令。執行完成一條指令的時間稱為機器週期。機器週期又可分為取指令週期和執行指令週期。取指令週期對任何一條指令都是一樣的，而執行指令則不然，由於指令性質不同，要完成的操作有很大差別，因此不同指令的執行週期不盡相同。 CPU中的主要暫存器都各司其職，完成特定的功能。如何控制資訊在特定的暫存器之間傳送，也即控制資料的流動方式，是計算機得以指令各類不同指令的實質。通常將暫存器之間傳送資訊的通路稱作為資料通路，資訊從何處出發，經哪些暫存器或部件，送至哪個暫存器，都要加以控制，這個工作由稱之為"操作控制邏輯"的部件來完成。該部件根據指令要求產生各種操作控制訊號，以便正確建立資料通路，從而實現特定指令的執行。 CPU中必須有時序產生器，其作用是對計算機各部件高速的執行實施嚴格的時序控制，使各部件為完成同一目標既各司其職，又相互協調。 綜上所述，一個典型的CPU組成部件可歸納如下： 1） 用於儲存CPU執行時所需各類資料資訊或執行狀態資訊的6個主要暫存器：AC、DR、AR、IP、IR、F； 2） 對暫存器中的資料進行加工處理的算術邏輯單元ALU； 3） 用於產生各種操作控制訊號，以便在各暫存器之間建立資料通路的指令譯碼器ID和操作控制邏輯； 4） 用於對各種操作控制訊號進行時間控制，以使各部件協調工作的時序產生器。 隨著計算機技術的發展，微處理器的結構越來越複雜，採用的新技術越來越多，功能也越來越強。但本節所採用的最簡單化的CPU模型，在描述CPU基本工作原理及組成中並不失有效性和正確性。 二、微處理器的分類 微處理器的主要效能指標是字長和主頻。所謂"字長"，即微處理器中的運算部件一次能同時處理的二進位制數的位數。這好比城市的公路，車道越多，相同時間透過的車就越多。主頻是CPU的時鐘頻率，它決定微處理器的運算速度。主頻越高則其處理資料的速度相對就快。 目前生產微處理器的廠家有Intel、AMD、IBM、DEC等。微處理器的分類一般是根據"字長"進行劃分，可分為：8位、16位、32位和64位微處理器。 通常，CPU的效能指標決定了由它構成的微型計算機的檔次。人們常說的8位機、16位機、32位機指的是該微機中的CPU可以同時處理8位、16位、32位的資料。比如： 某臺計算機為486/33，指的是該微機的CPU為80486，主頻為33MHz； 某臺計算機為Pentium /100，指的是該微機的CPU為Pentium ，主頻為100MHz。 微處理器還有其它一些指標，如資料匯流排寬度、地址匯流排寬度、可尋空間、微處理器晶片的整合度等。但主要效能指標是微處理器的字長和主頻。
微處理器是微型計算機的核心部分，又稱為中央處理器(簡稱CPU)。微處理器主要由控制器和運算器兩部分組成（還有一些支撐電路），用以完成指令的解釋與執行。 CPU中的運算器部分由算術邏輯單元ALU、累加器AC、資料緩衝暫存器DR和標誌暫存器F組成，它是計算機的資料加工處理部件。我們以一個簡單的A、B兩數相加操作為例來說明運算器各部分的操作步驟。 計算A+B 1）從主儲存器M取出第一個加數A，經雙向資料匯流排DB、資料緩衝暫存器DR、算術邏輯部件ALU，送到累加器AC暫存； 2）從主存M取出另一個加數B，經雙向資料匯流排DB送入資料緩衝暫存器DR暫存； 3）在控制訊號作用下，將數A和數B分別從AC和DR中取出送ALU進行加法運算，相加到的結果寫回累加器AC，並將反映運算結果的諸如"零"、"負"、"進位"、"溢位"等標誌狀態寫入標誌暫存器F； 4）將AC中兩數相加之和經DR和資料匯流排DB送到主儲存器存放。 以上過程可用符號表示為： （A） —> DR； （DR）—> AC； （B） —> DR； （AC）+（DR）—> AC； （AC）—> DR； （DR）—> M。 透過以上例子，可以看出運算器應該具有以下基本功能： 1） 具有對資料進行加工處理的運算能力，諸如進行加、減、乘、除等算術運算以及與、或、非等邏輯運算。這些工作由算術邏輯單元ALU來完成； 2） 具有傳送資料和暫時存放參與運算的資料及某些中間運算結果的能力，一般透過內部資料傳送匯流排和通用暫存器來完成； 3） 具有對參與運算的資料和執行的運算操作進行選擇的功能，並且能按指令要求將運算結果送至指定部件。這部分功能主要由運算器中大量的電子控制器件實現。 CPU中的控制部分由指令計數器IP、指令暫存器IR、指令譯碼器ID及相應的操作控制部件組成。它產生的各類控制訊號使計算機各部件得以協調地工作，是計算機的指令執行部件。控制器的主要工作原理及各部件功能如下： 1） 取指令：根據指令計數器IP的內容（指令地址），經地址暫存器AR從主儲存器中取出一條待執行指令，送入指令暫存器IR；同時，使IP的內容指向下一條待執行指令的地址（一般透過IP內容加1來實現）； 2） 分析指令：也稱指令譯碼，由譯碼器ID對存於指令暫存器IR中的指令進行分析，並根據指令的要求產生相應的操作命令。若參與操作的資料在主儲存器中，則還需要形成相應的運算元地址； 3） 執行指令：根據分析指令過程中獲取的操作命令和運算元地址形成相應的操作控制訊號，透過運算器、主儲存器及I/O裝置執行，以實現每條指令的功能，其中包括對運算結果的處理和下一條指令地址的形成； 4） 重複以上步驟，再取指令、分析指令、執行指令，如此迴圈，直到遇到停機指令或受到外來干預為止。 在微機中，常常將取指令和分析指令合稱為取指令，因此也將計算機的完成一條指令的過程分為兩個步驟：取指令和執行指令。執行完成一條指令的時間稱為機器週期。機器週期又可分為取指令週期和執行指令週期。取指令週期對任何一條指令都是一樣的，而執行指令則不然，由於指令性質不同，要完成的操作有很大差別，因此不同指令的執行週期不盡相同。 CPU中的主要暫存器都各司其職，完成特定的功能。如何控制資訊在特定的暫存器之間傳送，也即控制資料的流動方式，是計算機得以指令各類不同指令的實質。通常將暫存器之間傳送資訊的通路稱作為資料通路，資訊從何處出發，經哪些暫存器或部件，送至哪個暫存器，都要加以控制，這個工作由稱之為"操作控制邏輯"的部件來完成。該部件根據指令要求產生各種操作控制訊號，以便正確建立資料通路，從而實現特定指令的執行。 CPU中必須有時序產生器，其作用是對計算機各部件高速的執行實施嚴格的時序控制，使各部件為完成同一目標既各司其職，又相互協調。 綜上所述，一個典型的CPU組成部件可歸納如下： 1） 用於儲存CPU執行時所需各類資料資訊或執行狀態資訊的6個主要暫存器：AC、DR、AR、IP、IR、F； 2） 對暫存器中的資料進行加工處理的算術邏輯單元ALU； 3） 用於產生各種操作控制訊號，以便在各暫存器之間建立資料通路的指令譯碼器ID和操作控制邏輯； 4） 用於對各種操作控制訊號進行時間控制，以使各部件協調工作的時序產生器。 隨著計算機技術的發展，微處理器的結構越來越複雜，採用的新技術越來越多，功能也越來越強。但本節所採用的最簡單化的CPU模型，在描述CPU基本工作原理及組成中並不失有效性和正確性。 二、微處理器的分類 微處理器的主要效能指標是字長和主頻。所謂"字長"，即微處理器中的運算部件一次能同時處理的二進位制數的位數。這好比城市的公路，車道越多，相同時間透過的車就越多。主頻是CPU的時鐘頻率，它決定微處理器的運算速度。主頻越高則其處理資料的速度相對就快。 目前生產微處理器的廠家有Intel、AMD、IBM、DEC等。微處理器的分類一般是根據"字長"進行劃分，可分為：8位、16位、32位和64位微處理器。 通常，CPU的效能指標決定了由它構成的微型計算機的檔次。人們常說的8位機、16位機、32位機指的是該微機中的CPU可以同時處理8位、16位、32位的資料。比如： 某臺計算機為486/33，指的是該微機的CPU為80486，主頻為33MHz； 某臺計算機為Pentium /100，指的是該微機的CPU為Pentium ，主頻為100MHz。 微處理器還有其它一些指標，如資料匯流排寬度、地址匯流排寬度、可尋空間、微處理器晶片的整合度等。但主要效能指標是微處理器的字長和主頻。