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CPU作為計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的終執行單元。CPU 自產生以來，在邏輯結構、運行效率以及功能外延上取得了巨大發展。CPU是計算機的大腦。

程序的運行過程，實際上是程序涉及到的、未涉及到的一大堆的指令的執行過程。當程序要執行的部分被裝載到內存后，CPU要從內存中取出指令，然后指令解了碼(以便知道類型和操作數，簡單的理解為CPU要知道這是什么指令)，然后執行該指令。再然后取下一個指令、解了碼、執行，以此類推直到程序退出。

因為CPU有大量的緩存和復雜的邏輯控制單元，因此它非常擅長邏輯控制、串行的運算。相比較而言，GPU因為有大量的算術運算單元，因此可以同時執行大量的計算工作，它所擅長的是大規模的并發計算， 計算量大但是沒有什么技術含量，而且要重復很多次。這樣一說，我們利用GPU來提高程序運算速度的方法就顯而易見了。使用CPU來做復雜的邏輯控制，用GPU來做簡單但是量大的算術運算，就能夠大大地提高程序的運行速度。

CPU控制技術的主要形式，插入控制。CPU 對于操作控制信號的產生，主要是通過指令的功能來實現的，通過將指令發給相應部件，達到控制這些部件的目的。實現一條指令功能，主要是通過計算機中的部件執行一序列的操作來完成。較多的小控制元件是構建集中處理模式的關鍵，目的是為了更好的完成CPU數據處理操作。

除了嵌入式系統，多數CPU都有兩種工作模式：內核態和用戶態。這兩種工作模式是由PSW寄存器上的一個二進制位來控制的。內核態的CPU，可以執行指令集中的所有指令，并使用硬件的所有功能。

用戶態的CPU，只允許執行指令集中的部分指令。一般而言，IO相關和把內存保護相關的所有執行在用戶態下都是被禁止的，此外其它一些特權指令也是被禁止的，比如用戶態下不能將PSW的模式設置控制位設置成內核態。

控制器之所以知道數據放哪里、做什么運算(比如是做加法還是邏輯運算?)都是由指令告訴控制器的，每個指令對應一個基本操作，比如加法運算對應一個指令。例如，將兩個MDR寄存器(保存了來自內存的兩個數據)中的值拷貝到ALU中，然后根據的操作指令執行加法運算，將運算結果拷貝會一個MDR寄存器中，后寫入到內存。