【CPU 功能】
中央处理器（CPU）由运算器和控制器组成，其中，控制器的功能是负责协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列，包括取指令、分析指令和执行指令，运算器的功能是对数据进行加工
CPU 的具体功能包括：
- 指令控制：完成取指令、分析指令和执行指令的操作，即程序的顺序控制
- 操作控制：一条指令的功能往往是由若干操作信号的组合来实现的，CPU 管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作
- 时间控制：对各种操作加以时间上的控制，时间控制要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号
- 数据加工：对数据进行算术和逻辑运算
- 中断处理：对计算机运行过程中出现的异常情况和特殊请求进行处理
【CPU 基本结构】
构成
计算机系统中，中央处理器主要是由运算器和控制器两大部分组成
运算器
运算器是计算机对数据进行加工处理的中心，主要由算术逻辑单元（ALU）、暂存寄存器、累加寄存器（ACC）、通用寄存器组、程序状态字寄存器（PSW）、移位器、计数器（CT）等组成，运算器接收从控制器送来的命令并执行相应的动作，对数据进行加工和处理
- 算术逻辑单元：主要功能是进行算术、逻辑运算
- 暂存寄存器：用于暂存从主存读来的数据，这个数据不能存放在通用寄存器中，否则会破坏其原有内容。暂存寄存器对应用程序员是透明的
- 累加寄存器：它是一个通用寄存器，用于暂时存放 ALU 运算的结果信息，可以作为加法运算的一个输入端
- 通用寄存器组：如 AX、BX、CX、DX、SP 等，用于存放操作数（包括源操作数、目的操作数及中间结果）和各种地址信息等，其中 SP 是堆栈指针，用于指示栈顶的地址
- 程序状态字寄存器 PSW：保留由算术逻辑运算指令或测试指令的结果而建立的各种状态信息，如溢出标志（OP）、符号标志（SF）、零标志（ZF）、进位标志（CF）等，这些位参与并决定微操作的形成
- 移位器：对操作数或运算结果进行移位运算
- 计数器：控制乘除运算的操作步数
控制器
控制器是整个系统的指挥中枢，在控制器的控制下，使运算器、存储器和输入/输出设备等功能部件构成一个有机的整体，根据指令的要求指挥全机协调工作
控制器的基本功能就是执行指令，每条指令的执行是由控制器发出的一组微操作实现的，控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器、存储器地址寄存器（MAR）、存储器数据寄存器（MDR）、时序系统和微操作信号发生器等组成
- 程序计数器：用于指出下一条指令在主存中的存放地址，CPU 就是根据 PC 的内容去主存中取指令的，因程序中指令通常是顺序执行的，所以 PC 有自增功能
- 指令寄存器：用于保存当前正在执行的指令
- 指令译码器：仅对操作码字段进行译码，向控制器提供特定的操作信号
- 存储器地址寄存器：用于存放所要访问的主存单元的地址
- 存储器数据寄存器：用于存放向主存写入的信息或从主存中读出的信息
- 时序系统：用于产生各种时序信号，它们都是由统一时钟（CLOCK）分频得到
- 微操作信号发生器：根据 IR 的内容（指令）、PSW 的内容（状态信息）及时序信号，产生控制整个计算机系统所需的各种控制信号，其结构有组合逻辑型和存储逻辑型两种
控制器的工作原理是根据指令操作码、指令的执行步骤（微命令序列）和条件信号来形成当前计算机各部件要用到的控制信号，计算机整机各硬件系统在这些控制信号的控制下协同运行，产生预期的执行结果
根据控制器产生微操作控制信号的方式的不同，控制器可分为硬布线控制器和微程序控制器，两类控制器中的 PC 和 IR 是相同的，但确定和表示指令执行步骤的方法以及给出控制各部件运行所需的控制信号的方案不同
