中央處理單元(Central Processing Unit簡稱CPU)是電腦中最重要的部份，有如我們的內臟、軍隊中的總司令部，是電腦處理資料的指揮中心，主宰著整部電腦的運作。也是實際用來執行程式解碼、資料處理、邏輯判斷及運算的部門。本節中我們將會介紹到CPU基本組成、應用實例。

Cyrix AMD Cyrix Intel IDT CPU簡介

中央處理單元包括控制單元(CU)、算術邏輯單元(Arithmetic Logical Unit簡稱ALU)以及暫存器(Regist)等三部份，再透過位址匯流排(address Bus)、控制匯流排(Con tor Bus)及資料匯流排傳達給記憶單元或輸入/輸出單元，其運作情形如圖所示。

中央處理單元運作示意圖

中央處理單元除了用在電腦外，它也常以晶片的方式置入在許多日常生活的設備中，如此稱為微電腦，如微電腦電冰箱、電梯、計算器、微電腦冷氣機等，現在我們舉兩個例子來說明中央處理單元運作關係。

計算器(calculator) 　　當我們使用計算器做計算時，會將計算資料逐次依其運算步驟由鍵盤輸入到機器中，此時計算器的內部電路會依據輸入的資料及命令(+、-、*、/)指揮內部的加法器、乘法器……依序工作，並將結果自動輸送到顯示器上。 　　這些內部動作雖然十分複雜而冗長，但由於電子運作速度很快，且自動控制，因此在人類的感覺中，所要的結果可以在瞬間獲得，這就是使用微電腦節省腦力與時間的一個小例子。其關係如下圖所示。 人們使用計算器運作示意圖 電梯 　　使用電梯可以節省大樓上下奔走之苦，當人們上下樓，只須在電梯門口，按"上樓"或"下樓"鍵，待進入電梯後，接著按下要到達的樓數，就可使電梯完成上下樓的運作了。 圖 人們使用電梯微電腦運作示意圖

CPU可以說是PC主機的大腦。它的工作主要是根據程式的要求，控制電腦的各種裝置，並且可以用來計算資料、處理資料。         現在我們舉個簡單的例子加以說明之；假設你正在用Word打報告，在進入Word之後，CPU會根據Word程式的要求，命令鍵盤：「如果有哪一個鍵被按下去了，要馬上回報給我！」。因此當你的手按下「A」鍵時，鍵盤就會馬上告訴CPU：「A鍵被按下去了！」；CPU接受到這個訊息，除了按照Word程式的指示，把「A」這個字顯示在螢幕上，也會命令鍵盤繼續等待按鍵。 　　由於CPU的動作非常快，一秒鐘可以處理好幾百萬個動作，所以當你一按下「A」鍵，螢幕上立刻就會顯示出「A」，你幾乎不會感覺到這中間發生了什麼事。實際上，在這段過程中，電腦內部的運用是非常複雜的，可能會有好幾百的步驟，全部都要靠CPU發號施令、領導統御。由此可以想像，CPU的工作有多複雜、多重要！ 　　所以，每當我們從鍵盤鍵入一個命令、資料或用滑鼠從畫面中選取某個選項之後，電腦系統為了執行此一命令或處理資料時，會先翻成電腦內部看得懂的機械語言指令(Machine Language Instruction)。而處理每一個機械語言指令時，資料會傳送或來自記憶體或輸入/輸出單元。如此每一次的傳送或接收的動作稱為機器週期(Machine Cycle)。機器週期又可分為兩部份：指令週期(Instruction cycle，I-cycle)與執行週期（Execution cycle，E-cycle）。 　　在指令週期中，控制單元會從記憶單元取出下一待執行的指令。在執行週期(E-cycle)內所執行的工作包含：找出資料、執行指令，以及將結果存到累加器內，現在我們用圖2-3.4來表示之。 指令週期 控制單元從主記憶體中提取下一個所要執行的指令。 控制單元從指令予以解碼(decode) 控制單元將指令中用來說明要執行什麼動作的這一部份，存入指令暫存器 控制單元將指令中用來說明相關資料所儲存之位置這一部份，存入位址暫存器。 執行週期 控制單元根據位址暫存器內的資訊，從主記憶體中讀啟所需的資料，並將其存入ALU的儲存暫存器內。 控制單元根據指令暫存的資訊，命令ALU去執行所需的運算。 ALU執行所需之運算，它會將發現於儲存暫存器以及累加器內的數值予以相加。 運算結果再存回累加器內，這個動作會清除累加器原先所儲存的數值。         所有這些過程，看起來似乎是即冗長又令人厭煩，尤其是想到電腦可能要經過數千個、數百萬個，或者可能數十億個機器週期才能完成一個單一的程式時，就更不用提了。但事實上電腦完成這些機器週期的速度不但很快，而且是非常的快。就以速度最慢的電腦而言，其週期時間也是以毫秒（millisecond，千分之一秒）來衡量的。而有的電腦則以微秒（microsecond，百萬分之一秒）或皮秒（picosecond，兆分之一秒）來衡量的。 　　不同類型的電腦會以不同的名詞來評量它們的速度。在微電腦界，其速度是用百萬赫（megahertz, MHz）這個單位來衡量的。每一個MHz表示每秒鐘有一百萬個時鐘脈衝。而最早的IBM PC其速度為4.77MHz，而今天的桌上型微電腦，其速度通常都在100MHz或以上。在大型電腦界，其速度是用mips（每一個mips代表million instructions per second ，表示每秒百萬指令）來衡量的；而在超級電腦界，則是用mflops（每一個mflops 代表million floating-point operations per second，每秒百萬浮點運算）來評量速度。 希望這篇學術文章能有幫助了優 轉自 http://content.edu.tw/senior/computer/ks_ks/et/cpu/str_work/index.htm 記得  我們要具有"電腦素養"  尊重智慧財產權喔