CPU工作原理的简单理解

现在电脑早已成为人们生活中不可或缺的一部分了，而熟悉电脑的人都知道电脑里面有个CPU，但是要问起来CPU到底是什么，恐怕很多人都是说不上来一个道道的，今天就举个例子说明一下CPU到底是什么。

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就像我们每个人都有自己的大脑一样，其实CPU就是计算机的大脑，它又叫中央处理器，是一块超大规模的集成电路，同时还是计算机中不可或缺的最重要的部件,没有之一

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在我们熟悉的上面的物质中，都有一个或者多个CPU,飞机依靠机载电脑导航；导弹依靠CPU飞行并识别目标;坦克和汽车依靠CPU和北斗系统联系；电视依靠CPU存储节目，更换频道等；冰箱依靠CPU控制温度；洗衣机电饭煲依靠CPU定时等。总之，在今天，无论国家还是个人，都已经无法离开CPU而存在了。

为了说明什么是CPU，以下面最简单的CPU结构框图为基础。

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其中，存储单元、控制单元和运算单元通常也称为存储器、控制器和运算器。

举个例子：

疫情期间，家庭主妇小王准备到楼下小卖部买点东西，她数学不太好，于是先用纸条把

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要买的东西记下来，然后拿了个计算器（当然她也可以心算），对着纸条开始算了起来。

这个例子可以很好地和CPU的结构框图对应起来：

其中存储器对应小王拿的那张纸，运算器对应小王拿的那个计算器（或者心算），关键是，CPU中的控制器对应哪部分呢？我们知道，小王要计算出买这些东西要多少钱，她先要在计算器上打出纸条上的第一行两包中华烟120这个数字，小王接着会往那张纸的下面看，接着打出加号，和两瓶酱油10块这个数字，最后算出了总共需要178元。记住，往下面看这个动作，对于我们正常的人类来说，是多么轻松，又多么自然，但是，CPU可是死的，是由一个个二极管三极管组成的，而二极管三极管说到底是由沙子制造出来的，如果没有人的控制，沙子是不可能知道什么往下看的，所以，控制器起的作用就是控制运算器在做完一件事以后，接着往下看要做哪一件事情。如果把那张纸条想象成为五个计算机程序中的指令，那么运算器执行完一条指令以后，控制器就必须让计算器执行第二条指令，而控制器要做到这一点，首先必须知道第二条指令放在什么地方，然后才能告诉计算器要算的第二个数字。在这个例子中，小王本人就起到了CPU中的控制器的作用。我们知道，CPU是任何计算机中的核心部件，而在CPU中，最重要的核心部件又是计算器，存储器和控制器都是为运算器的工作提供服务的。

到此为止，我们就已经大概知道了CPU的内部结构：存储器、运算器、控制器是怎么回事了。我们知道，CPU就相当于人的大脑，但是你注意到没有，框图中的存储器、运算器、控制器都是在CPU这块芯片内部，但小王拿的那张纸和计算器都在她的大脑以外，那么怎么把CPU和小王的大脑完美地对应起来呢？很简单，如果小王能够记住她要买的那五样东西，那么就相当于她的脑袋里面有了一块存储器；如果小王数学足够好，能够心算出总的购物款，那就相当于她的脑袋里面有了一个计算器；如果小王的智力正常，知道算完了买第一样东西的钱接着要算第二样，那就相当于小王的脑袋里面同样有了一个控制器；无论小王脑袋里面的存储器、运算器还是控制器，都是由生物神经元细胞组成，而CPU的这三样东西都是由半导体电路组成，人类之所以要制造CPU,就是想用电路去模拟人类大脑的功能，仅此而已。