微处理器（CPU）是计算机系统的核心部件，控制和协调着整个计算机系统的工作，主要具有以下几项基本功能。
（1）能够进行算术运算和逻辑运算。
（2）能对指令进行译码、寄存并执行指令所规定的操作。
（3）具有与存储器和I/O接口进行数据通信的能力。
（4）少量数据的暂存。
（5）能够提供这个系统所需的定时和控制信号。
（6）能够响应I/O设备发出的中断请求。
评价CPU性能的指标很多，包括工作频率、指令系统功能、内部缓存容量以及字长等，这里仅说一下字长。
所谓字长，是指CPU在单位时间内（同一时间）能够一次处理的二进制数的位数，**通常是指CPU内部寄存器的位数及内部数据总线的位数。**人们常说16位机、32位机，其实是表示该计算机中微处理器可同时操作的二进制码的位数。对微型计算机来讲，有8位、16位、32位CPU等，其含义是同时可操作8位、16位或32位二进制码。目前的主流CPU都是64位的，即一次可处理64位二进制数。
微处理器内部总体上由3个部分组成，即运算器、控制器和寄存器组，寄存器组又可视为运算器部件的一部分。
2.1.1 运算器
运算器由算术逻辑单元ALU (arithmeticlogical unit）、通用或专用寄存器组及内部总线3个部分组成，其核心功能是实现数据的算术运算和逻辑运算，所以有时也将运算器称为算术逻辑运算单元。
除了作为核心部件的ALU外，运算器还有提供操作数和暂存中间运算结果及结果特征的寄存器及数据传送通道。
2.1.2 控制器
控制器的作用是控制程序的执行，它是整个系统的指挥中心，必须具备以下几项基本功能。
【1】指令控制
计算机的工作过程就是连续执行指令的过程，指令在存储器中是连续存放的。一般情况下，按照顺序一条条地取出并执行指令，只有在碰到转移类指令时才会改变顺序。控制器要能根据指令所在的地址按顺序或在遇到转移指令时按照转移地址取出指令，分析指令（指令译码），传送必要的操作数，并在指令执行结束后存放运算结果。总之，要保证计算机中的指令流的正常工作。
【2】时序控制
指令的执行是在时钟信号的严格控制下进行的，一条指令的执行时间称为指令周期，不同指令的指令周期中所包含的机器周期数是不同的，而一个机器周期中包含多少节拍（时钟周期）也不一定相同。这些时序信号用于计算机的工作基准，它们由控制器产生，使系统按一定的时序关系进行工作。
【3】操作控制
操作控制是根据指令流程，确定在指令周期的各个节拍中要产生的微操作控制信号，以有效地完成各条指令的操作过程。
控制器的内部主要由以下几个部分组成。
（1）程序计数器PC (programmingcounter）：程序计数器用来存放下一条要执行指令在存储器中的地址。在程序执行之前，应将程序的首地址（程序中第一条指令的地址）置入程序计数器中。
（2）指令寄存器IR (instructionregister）：指令寄存器用于存放从存储器中取出的待执行的指令。
（3）指令译码器ID (instructiondecoder）：指令寄存器中待执行的指令须经过“翻译”才能明白要进行什么样的操作，即指令译码，这是指令译码器的主要功能。
**（4）时序控制部件：**时序控制部件产生计算机工作中所需的各种时序信号。
指令的执行过程：
指令的执行需要完成取指令、分析指令和执行指令的操作，过程分为：取指令、指令译码、按指令操作码执行、形成下一条指令地址等。
（1）在程序执行之前，会将程序的起始地址送入程序计数器中，该地址在程序加载到内存时确定，所以程序计数器中首先存的是程序第一条指令的地址。将该地址送往地址总线，完成取指操作。
（2）取来的指令暂存到指令寄存器中。
（3）指令译码器从指令寄存器中得到指令，分析指令的操作码和地址码。然后 CPU 根据分析的操作码知道该条指令要进行的操作，根据地址码找到需要的数据，完成指令的执行。
（4）程序计数器加1或根据转移指令得到下一条指令的地址，接下来再进行下一条指令的执行，直到整个程序执行完成。
