CPU的大部分都是寄存器

上面说了CPU其实由运算器和控制器两大部分组成，其实无论是运算器还是控制器，都离不开寄存器，可以说，CPU就是寄存器的天下，因此，对于CPU，一定要掌握好寄存器，CPU做的一些运算其实就是通过寄存器来实现的，可以看看这篇文章：一个程序在计算机中是怎么运行的？

先记住一句话：

我们使用的Java，python这些都是高级语言，编写的程序最终会转成机器语言，之后就会进入CPU运算，实质就是通过CPU内部的寄存器来做相应的处理的

寄存器

这个是我们需要掌握的，寄存器这玩意，不同的CPU中含有的寄存器数量和种类都不同，不过大体有如下几种寄存器，按照功能来分的

另外其实就可以把CPU理解为是寄存器的集合体，然后你需要知道程序计数器，累加寄存器，标志寄存器，指令寄存器和栈寄存器只有一个，其他的寄存器一般会有多个。

说说这个程序计数器

为啥要说这个，因为这玩意决定着程序的执行流程，我们进一步来看看

比如看这个，这个表示的是两个数相加的操作，关于这个操作涉及到的数据和指令都保存在了内存中，而且每个数据和指令所在的内存单元都是有编号的，也就是内存地址，就是图中0100，0101那些，自上而下就是该操作的执行顺序。

上面也提到过，程序计数器是保存程序执行的指令的，准确说保存的是程序执行指令的地址值，怎么理解呢？也就是说程序的每一步操作，底层来说都是有一系列指令对应着的，这些指令就是表明这一步该怎么操作，比如a＋b这个操作，加载进内存后就是对应着一系列的指令。

首先就是一个指令，表明要把a这个数值做相加操作，需要先把a保存到累加寄存器，而这个指令被保存在内存中的一个内存单元中，这个内存地址比如说就是0100，而此时程序计数器就是保存的这个0100内存地址，要执行程序的时候，CPU去看看程序计数器保存的第一个地址，发现是0100，然后去内存这个0100的位置，看看保存的是啥，一看是一个指令，分析指令，原来是要把0105地址中的值保存到累加寄存器中，然后就开始干活……

所以说啊，程序计数器其实我是决定管理程序的执行流程的

CPU是如何做比较的

这个也需要了解一下，CPU的比较其实就是再内部做减法运算，什么意思呢？比如要比较a和b，就是再内部做一个a－b的操作，然后依据得到的结果来对a和b做比较，这里面肯定是要借助寄存器来完成，比如得到的结果就会放到标志寄存器中。

CPU做的事其实很简单

我们在之前的文章说过，CPU其实主要就是干如下的四件事情：

从内存中读取数据，然后放到寄存器中

把寄存器中的数据写入到内存

进行数学运算和逻辑运算（加减乘除，AND，OR）

依据相应的条件进行跳转，执行其他指令（一条指令跳转到另外一条指令）

我们知道，CPU是依据指令做事情的，为什么CPU只做上面的四件事情，主要就是看CPU 能执行的机器语言指令有哪些，主要就是如下这些

这么一看，CPU能干的事也没有那么复杂啊。

CPU指令执行过程

经过上面的讲解，我们应该知道CPU就是看指令做事情的，那么关于指令，CPU又是怎么操作的呢？ 我们要知道的是几乎所有的冯·诺伊曼型计算机的CPU，其工作都可以分为5个步骤：取指令、指令译码、执行指令、访问取数、结果写回。

可能你不懂了，没啥，其实不就是这五个步骤嘛，搞清楚他们不就ok，接下来咱们来看看：

第一：取指令

字面意思很好理解啊，不就是拿到需要的指令嘛，那么指令在哪嘞，必须是在内存啊，也就是需要从内存中取出我们需要的指令，然后干嘛，不就是把指令放到CPU中的寄存器嘛，这个取指令就是这么一个过程。

第二：指令译码

这个是不是很快想到我们上面说的指令译码器，这个不就是对上一步拿到的指令做分析嘛，干嘛要分析，我得看看你这个指令到底要干啥啊，不然CPU怎么干活嘞

第三：执行指令

这个不就更好理解了，就是开始干活啦，实现相应的功能了

第四：访问取数

直观上好像没有那么好理解，其实啊，说的就是，我们根据上面的操作，有可能需要从内存中去拿数据，啥意思嘞，要知道，内存存放的是数据和指令，比如执行a＋b的操作，我们得到相加的指令，对于a和b都是操作数，它们也是存放在内存中的，是不是也需要去内存中去拿到它们

看上面那个图，0100对应的指令是不是要去0105对应的地址中去拿数据123，这不就是访问取数嘛。

第五：结果写回

这又是啥，经过上面那么些个步骤，做的运算肯定得有结果啊，这结果咋弄，你不得保存在哪啊，通常是保存在CPU内部的寄存器中，一般是标志寄存器，这不是就是结果写回嘛

好啦，到这里，关于CPU的知识咱们就介绍的差不多了，当然，CPU的知识远远不止如此，但是作为程序员的你，最起码也得知道这些啊。