不管你玩硬件还是做软件，你的世界都少不了计算机最核心的 —— CPU。   

01 CPU是什么？

    CPU与计算机的关系就相当于大脑和人的关系，它是一种小型的计算机芯片，通常嵌入在电脑的主板上。

    CPU的构建是通过在单个计算机芯片上放置数十亿个微型晶体管来实现。

    这些晶体管使它能够执行运行存储在系统内存中的程序所需的计算，所以，也可以说CPU决定了你电脑的计算能力。   

02 CPU实际做什么？

    CPU的工作核心是从程序或应用程序中获取指令并且执行计算。

    这个过程一共有三个关键阶段：提取，解码和执行。

    CPU先从系统的RAM中提取指令，随后解码该指令的实际内容，最后再由CPU的相关部分执行该指令。   

03 CPU的内部结构

    刚才提到了很多CPU的重要性，那么CPU的内部结构是什么呢？又是由什么组成的呢？

    下图展示了一般程序的运行流程（以C语言为例），一般来说，了解程序的运行流程是掌握程序运行机制的基础和前提。

 在这个流程中，CPU负责解释和运行最终转换成机器语言的内容，CPU主要由两部分构成：控制单元和算数逻辑单元（ALU）。   

控制单元：从内存中提取指令并解码执行；

算数逻辑单元（ALU）：处理算数和逻辑运算。

    CPU和内存都是由许多晶体管组成的电子部件，可以把它比作计算机的心脏和大脑。    它能够接收数据输入、执行指令并且处理相关信息，它与输入/输出（I/O）设备进行通信，这些设备向 CPU 发送数据和从 CPU 接收数据。    从功能上来看，CPU的内容是由寄存器、控制器、运算器和时钟四部分组成的，各个部分之间通电信号来连通。    接下来简单介绍一下内存，为什么说到CPU需要讲一下内存呢？    因为内存是与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都在内存中得到运行的。    内存一般又被称为主存，它的作用是存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储设备交换的数据。    CPU会在计算机运转时，把需要运算的数据调到主存中进行运算。    在运算完成之后，CPU将结果传送出来，主存的运行也决定了计算机的稳定运行。    主存一般通过控制芯片与CPU相连，由可读写的元素构成，每个字节都有一个地址编号。    CPU通过地址从主存中读取数据和指令，也可以根据地址写入数据，注意一点：当计算机关机时，内存中的指令和数据也会被清除。   04 CPU是寄存器的集合体    在CPU的四个结构中，寄存器的重要性远远高于其余三个，为什么这么说？因为程序通常是把寄存器作为对象来进行描述的。    而说到寄存器，就不得不说到汇编语言，说到汇编语言，就不得不说到高级语言，说起高级语言也就不得不提及语言的概念。   05 计算机语言    人和人之间最古老和直接的沟通媒介是语言，但是和计算机沟通，就必须按照计算机指令来交换，其中就涉及到语言的问题。    最早，为了解决计算机和人类的交流的问题，出现了汇编语言。    但是汇编语言晦涩难懂，所以又出现了像是C、C++、Java的这种高级语言，因此计算机语言一般分为低级语言和高级语言。    使用高级语言编写的程序，经过编译转换成机器语言后才能运行，而汇编语言经过汇编器才能转换为机器语言。   06 汇编语言    我们先来看一段采用汇编语言表示的代码清单：

这是采用汇编语言编写程序的一部分，汇编语言采用助记符来编写程序，每个原本是电信号的机器语言指令会有一个与其对应的助记符。    比如，mov,add分别是数据的存储（move）和相加（addition）的简写。    汇编语言和机器语言一一对应，这点和高级语言不同，我们通常把汇编语言编写的程序转换为机器语言的这个过程，称之为汇编。    与之相反，将机器语言转化为汇编语言的过程称之为反汇编。    汇编语言可以帮助你理解计算机做了什么工作，机器语言级别的程序通过寄存器来处理，上面代码中的eax,ebp都是表示的寄存器，它们是CPU内部寄存器的名称。    因此，可以说 CPU 是一系列寄存器的集合体。    一般，在内存中的存储通过地址编号来表示，寄存器的种类是通过名字来区分。    那些不同类型的CPU，其内部寄存器的种类、数量以及寄存器存储的数值范围也都是不同的。    不过，根据功能的不同，我们可以将寄存器划分为下面几类：

其中，程序计数器、标志寄存器、累加寄存器、指令寄存器和栈寄存器只有一个，其他寄存器一般有好几个。