小編給大家分享一下CPU的工作原理是什么，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

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cpu每執(zhí)行一個(gè)“指令”，就完成一步基本運(yùn)算或判斷。在CPU中，一條指令的運(yùn)行包括取指、分析和執(zhí)行3個(gè)步驟，因此執(zhí)行一條指令，就會(huì)完成一步基本運(yùn)算或判斷。

cpu通過(guò)執(zhí)行“指令”來(lái)完成基本運(yùn)算。計(jì)算機(jī)的CPU每執(zhí)行一條“指令”，就完成一步基本運(yùn)算或判斷。在CPU中，一條指令的運(yùn)行包括取指、分析和執(zhí)行3個(gè)步驟，因此執(zhí)行一條指令，就會(huì)完成一步基本運(yùn)算或判斷。

中央處理器（CPU），是電子計(jì)算機(jī)的主要設(shè)備之一，電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。CPU是計(jì)算機(jī)中負(fù)責(zé)讀取指令，對(duì)指令譯碼并執(zhí)行指令的核心部件。中央處理器主要包括兩個(gè)部分，即控制器、運(yùn)算器，其中還包括高速緩沖存儲(chǔ)器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制的總線。電子計(jì)算機(jī)三大核心部件就是CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備。中央處理器的功效主要為處理指令、執(zhí)行操作、控制時(shí)間、處理數(shù)據(jù)。

在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，CPU 是對(duì)計(jì)算機(jī)的所有硬件資源（如存儲(chǔ)器、輸入輸出單元） 進(jìn)行控制調(diào)配、執(zhí)行通用運(yùn)算的核心硬件單元。CPU 是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制核心。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所有軟件層的操作，最終都將通過(guò)指令集映射為CPU的操作。

CPU的工作原理

馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。在該體系結(jié)構(gòu)下，程序和數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，指令和數(shù)據(jù)需要從同一存儲(chǔ)空間存取，經(jīng)由同一總線傳輸，無(wú)法重疊執(zhí)行。根據(jù)馮諾依曼體系，CPU的工作分為以下 5 個(gè)階段：取指令階段、指令譯碼階段、執(zhí)行指令階段、訪存取數(shù)和結(jié)果寫(xiě)回。

取指令（IF，instruction fetch），即將一條指令從主存儲(chǔ)器中取到指令寄存器的過(guò)程。程序計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，用來(lái)指示當(dāng)前指令在主存中的位置。當(dāng) 一條指令被取出后，PC中的數(shù)值將根據(jù)指令字長(zhǎng)度自動(dòng)遞增。

指令譯碼階段（ID，instruction decode），取出指令后，指令譯碼器按照預(yù)定的指令格式，對(duì)取回的指令進(jìn)行拆分和解釋，識(shí)別區(qū)分出不同的指令類 別以及各種獲取操作數(shù)的方法。

執(zhí)行指令階段（EX，execute），具體實(shí)現(xiàn)指令的功能。CPU的不同部分被連接起來(lái)，以執(zhí)行所需的操作。

訪存取數(shù)階段（MEM，memory），根據(jù)指令需要訪問(wèn)主存、讀取操作數(shù)，CPU得到操作數(shù)在主存中的地址，并從主存中讀取該操作數(shù)用于運(yùn)算。部分指令不需要訪問(wèn)主存，則可以跳過(guò)該階段。

結(jié)果寫(xiě)回階段（WB，write back），作為最后一個(gè)階段，結(jié)果寫(xiě)回階段把執(zhí)行指令階段的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)“寫(xiě)回”到某種存儲(chǔ)形式。結(jié)果數(shù)據(jù)一般會(huì)被寫(xiě)到CPU的內(nèi)部寄存器中，以便被后續(xù)的指令快速地存??；許多指令還會(huì)改變程序狀態(tài)字寄存器中標(biāo)志位的狀態(tài)，這些標(biāo)志位標(biāo)識(shí)著不同的操作結(jié)果，可被用來(lái)影響程序的動(dòng)作。

在指令執(zhí)行完畢、結(jié)果數(shù)據(jù)寫(xiě)回之后，若無(wú)意外事件（如結(jié)果溢出等）發(fā)生，計(jì)算機(jī)就從程序計(jì)數(shù)器中取得下一條指令地址，開(kāi)始新一輪的循環(huán)，下一個(gè)指令周期將順序取出下一條指令。

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