處理器
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中央處理器（Template:Lang，Template:Lang），或简称为处理器，是-{A|zh-tw:電腦;zh-cn:電子計算機;}-（電腦）的主要設備之一。其功能主要是解译计算机指令（instruction）以及处理计算机-{A|zh-cn:软件;zh-tw:軟體;}-中的数据。CPU为電子計算機设计提供了基本的数字计算特性。CPU、存储设备和输入/输出设备是现代微型电脑的三大核心部件。由-{A|zh-cn:集成电路; zh-tw:積體電路;}-制造的CPU通常称为-{A|zh-cn:微型处理器;zh-tw:微處理機;}-。从20世纪70年代中期开始，单芯片微型处理器几乎取代了所有其他类型的CPU，今天CPU这个术语几乎成为了所有微型处理器的代称。
“中央处理器”这个名称，常规上来讲，用来描述一係列可以执行复杂的电脑程序的逻辑機械。這個空泛的定义很容易的將在“CPU”这个名称被普遍使用之前的早期的计算机也包括在內。无论如何，至少从20世纪60年代早期开始Template:Ref harvard，这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比，“中央处理器”在物理形态，设计制造和具体任务的执行上有了戏剧化的发展，但是其基本的操作原理一直没有改变。
早期的中央处理器通常是为大型及特定應用的计算机(港譯-電腦)而訂製。但是，这种昂贵为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由單個晶体管組成的大型机和微机年代，随着集成电路(英文integrated circuit（IC）的出現而加速。IC使得更为复杂的CPU可以在很小的空间中设计和制造（在微米的量级）。CPU的标准化和小型化都使得這一類数字设备(港譯-電子零件)在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。
CPU運作原理
CPU的主要運作原理，不論其外觀，都是執行儲存於被稱為程式裡的一系列指令。在此討論的是遵循普遍的馮·諾伊曼架構設計的裝置。程式以一系列數字儲存在電腦記憶體中。差不多所有的馮·諾伊曼CPU的運作原理可分為四個階段:提取(fetch)、解碼(decode)、執行(execute)和寫回(writeback)。
第一階段，提取，從程式記憶體中檢索指令(為數值或一系列數值)。由程式計數器(PC)指定程式記憶體的位置，程式計數器保存供識別目前程式位置的數值。換言之，程式計數器記錄了CPU在目前程式裡的蹤跡。提取指令之後，PC根據指令式長度增加記憶體單元Template:Ref。指令的提取常常必須從相對較慢的記憶體尋找，導致CPU等候指令的送入。這個問題主要被論及在現代處理器的快取和管線化架構(見下)。
CPU根據從記憶體提取到的指令來決定其執行行為。在解碼階段，指令被拆解為有意義的片斷。根據CPU的指令集架構(ISA)定義將數值解譯為指令Template:Ref。一部分的指令數值為運算碼(opcode)，其指示要進行哪些運算。其它的數值通常供給指令必要的資訊，諸如一個加法(addition)運算的運算目標。這樣的運算目標也許提供一個常數值(即立即值)，或是一個空間的定址值:暫存器或記憶體位址，以定址模式決定。在舊的設計中，CPU裡的指令解碼部分是無法改變的硬體裝置。不過在眾多抽象且複雜的CPU和ISA中，一個微程式時常用來幫助轉換指令為各種形態的訊號。這些微程式在已成品的CPU中往往可以重寫，方便變更解碼指令。
在提取和解碼階段之後，接著進入執行階段。該階段中，連接到各種能夠進行所需運算的CPU部件。例如，要求一個加法運算，算數邏輯單元(ALU，arithmetic logic unit)將會連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值，而且在輸出將含有總和結果。ALU內含電路系統，以於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產生一個對該CPU處理而言過大的結果，在標誌暫存器裡，運算溢出(arithmetic overflow)標誌可能會被設置(參見以下的數值精度探討)。
最終階段，寫回，以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果極常被寫進CPU內部的暫存器，以供隨後指令快速存取。在其它案例中，運算結果可能寫進速度較慢，但容量較大且較便宜的主記憶體。某些類型的指令會操作程式計數器，而不直接產生結果資料。這些一般稱作「跳轉」(jumps)並在程式中帶來循環行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式Template:Ref。許多指令也會改變標誌暫存器的狀態位元。這些標誌可用來影響程式行為，緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如，以一個「比較」指令判斷兩個值的大小，根據比較結果在標誌暫存器上設置一個數值。這個標誌可籍由隨後的跳轉指令來決定程式動向。
在執行指令並寫回結果資料之後，程式計數器的值會遞增，反覆整個過程，下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令，程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址，且程式繼續正常執行。許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼，並且同時執行。這個部分一般涉及「經典RISC管線」，那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制器(microcontrollers))Template:Ref。
