組成cpu的元件包括哪些

組成cpu的元件包括「運算器」和「控制器」。 cpu（中央處理器）主要包括兩個部分：1、運算器，是指計算機中進行各種算術和邏輯運算操作的部件， 其中算術邏輯單元是中央處理核心的部分；2、控制器，是指依照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動馬達的啟動、調速、煞車與反向的主令裝置。

本教學操作環境：windows7系統、Dell G3電腦。

組成cpu的元件包括「運算器」和「控制器」。

中央處理器（central processing unit，簡稱CPU）作為電腦系統的運算與控制核心，是資訊處理、程式運作的最終執行單元。 CPU自產生以來，在邏輯結構、運作效率以及功能外延上取得了巨大發展。

中央處理器（CPU），是電子計算機的主要設備之一，電腦中的核心配件。其功能主要是解釋電腦指令以及處理電腦軟體中的資料。 CPU是電腦中負責讀取指令，對指令譯碼並執行指令的核心元件。 中央處理器主要包括兩個部分，即控制器、運算元，其對提高電腦的整體功能起著重要作用，能夠實現寄存控制、邏輯運算、訊號收發等多項功能的擴散，為提升電腦的效能奠定良好基礎。

運算器

運算子是指電腦中進行各種算術和邏輯運算運算的元件， 其中算術邏輯單元是中央處理核心的部分。

（1）算術邏輯單元（ALU）。算術邏輯單元是指能實現多組 算術運算與邏輯運算的組合邏輯電路，其是中央處理中的重要組成部分。算術邏輯單元的運算主要是進行二位元算術運算，如加法、減法、乘法。在運算過程中，算術邏輯單元主要以電腦指令集中執行算術與邏輯操作，通常來說，ALU能夠發揮直接讀入讀出的作用，具體體現在處理器控制器、記憶體及輸入輸出設備等方面，輸入輸出是建立在總線的基礎上實施。輸入指令包含一 個指令字，其中包括操作碼、格式碼等。

（2）中間暫存器（IR）。其長度為 128 位，其透過操作數來決定實際長度。 IR 在「進棧並取數」指令中發揮重要作用，在執行指令過程中，將ACC的內容傳送於IR，之後將操作數取到ACC，後將IR內容進棧。

（3）運算累加器（ACC）。目前的暫存器一般都是單累加器，其長度為128位元。對於ACC來說，可以將它看成可變長的累加器。在敘述指令過程中，ACC長度的表示一般都是將ACS的值作為依據，而ACS長度與 ACC 長度有著直接聯繫，ACS長度的加倍或減半也可以看作ACC長度加倍或減半。

（4）描述字暫存器（DR）。其主要應用於存放與修改描述字。 DR的長度為64位，為了簡化資料結構處理，使用描述字發揮重要作用。 [2] 

（5）B暫存器。其在指令的修改中發揮重要作用，B 暫存器長度為32位，在修改位址過程中能保存位址修改量，主記憶體只能用描述字進行修改。指向陣列中的第一個元素就是描述字， 因此，存取陣列中的其它元素應需要用修改量。對於數字組成來說，其是由大小一樣的數據或者大小相同的元素組成的，且連續存儲，常見的訪問方式為向量描述字，因為向量描述字中的地址為字節地址，所以，在進行換算過程中，首先應進行基本地址的相加。對於換算工作來說，主要是由硬體自動實現，在這個過程中尤其要注意對齊，以免越出數組界限。

控制器

控制器是電腦的神經中樞，指揮全機中各個部件自動協調工作。在控制器的控制下，電腦能夠自動按照程式設定的步驟進行一系列操作，以完成特定任務。

控制器是指依照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、煞車與反向的主令裝置。控制器由程式狀態暫存器PSR，系統狀態暫存器SSR， 程式計數器PC，指令暫存器等組成，其作為“決策機構”，主要任務就是發布命令，發揮著整個電腦系統操作的協調與指揮作用。控制的分類主要包括兩種，分別為組合邏輯控制器、微程式控制器，兩個部分都有各自的優點與不足。其中組合邏輯控制器結構相對較複雜，但優點是速度較快；微程式控制器設計的結構簡單，但在修改一條機器指令功能中，需對微程式的全部重編。

控制器內部的主要部件如下：

• ①指令暫存器：存放由記憶體取得的指令。

• ②譯碼器：將指令中的操作碼翻譯成控制訊號。

• ③時序節拍產生器：產生時序脈衝節拍訊號，使電腦有節奏、有次序地工作。

• ④操作控制部件：將控制訊號組合起來，控制各個部件完成對應的操作。

• ⑤指令計數器：計算並指出下一指令的位址。

擴展知識：CPU的工作原理

#馮諾依曼體系結構是現代電腦的基礎。在這個體系結構下，程式和資料統一存儲，指令和資料需要從相同儲存空間訪問，經由同一匯流排傳輸，無法重疊執行。根據馮諾依曼體系，CPU的工作分為以下 5 個階段：取指令階段、指令譯碼階段、執行指令階段、訪問次數和結果寫回。

• 取指令（IF，instruction fetch），即將一條指令從主記憶體取到指令暫存器的過程。程式計數器中的數值，用來指示目前指令在主記憶體中的位置。當 一條指令被取出後，程式計數器（PC）中的數值將根據指令字長度自動遞增。

• 指令譯碼階段（ID，instruction decode），取出指令後，指令譯碼器依照預定的指令格式，對取回的指令進行分割和解釋，識別區分出不同的指令類別以及各種取得操作數的方法。現代CISC處理器會將拆分已提高並行率和效率。

• 執行指令階段（EX，execute），具體實作指令的功能。 CPU的不同部分被連接起來，以執行所需的操作。

• 訪問訪問數階段（MEM，memory），根據指令需要存取主記憶體、讀取操作數，CPU得到操作數在主記憶體中的位址，並從主存中讀取該操作數用於運算。部分指令不需要存取主存，則可以跳過該階段。

• 結果寫回階段（WB，write back），作為最後一個階段，結果寫回階段把執行指令階段的運行結果資料「寫回」到某種儲存形式。結果資料一般會被寫到CPU的內部暫存器中，以便被後續的指令快速地存取；許多指令也會改變程式狀態字暫存器中標誌位的狀態，這些標誌位標識著不同的操作結果，可被用來影響程式的動作。

在指令執行完畢、結果資料寫回之後，若無意外事件（如結果溢位等）發生，電腦就從程式計數器中取得下一指令位址，開始新一輪的循環，下一個指令周期將順序取出下一指令。  許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，並且同時執行。

更多相關知識，請造訪常見問題欄位！

以上是組成cpu的元件包括哪些的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！