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計算機系統的硬件結構主要由四部分組成：控制器、運算器、內存和輸入輸出設備
其中，控制器和運算器統稱為中央處理器。簡稱CPU.它是計算機硬件系統的指揮中心.
它包括控制器、運算器、寄存器三個部分,其中,控制器的功能是控制計算機各部分協調工作,運算器則是負責計算機的算術運算和邏輯運算.
（一） 運算器
1、 算術邏輯運算單元ALU（Arithmetic and Logic Unit） ALU主要完成對二進制數據的定點算術運算（加減乘除）、邏輯運算（與或非異或）以及移位操作。在某些CPU中還有專門用於處理移位操作的移位器。 通常ALU由兩個輸入端和一個輸出端。
整數單元有時也稱為IEU（Integer Execution Unit）。我們通常所說的“CPU是XX位的”就是指ALU所能處理的數據的位數。
2、 浮點運算單元FPU（Floating Point Unit） FPU主要負責浮點運算和高精度整數運算。有些FPU還具有向量運算的功能，另外一些則有專門的向量處理單元。
3、通用寄存器組 通用寄存器組是一組最快的存儲器，用來保存參加運算的操作數和中間結果。
在通用寄存器的設計上，RISC與CISC有着很大的不同。CISC的寄存器通常很少，主要是受了當時硬件成本所限。比如x86指令集只有8個通用寄存器。所以，CISC的CPU執行是大多數時間是在訪問存儲器中的數據，而不是寄存器中的。這就拖慢了整個系統的速度。而RISC系統往往具有非常多的通用寄存器，並采用了重疊寄存器窗口和寄存器堆等技術使寄存器資源得到充分的利用。
對於x86指令集只支持8個通用寄存器的缺點，Intel和AMD的最新CPU都采用了一種叫做“寄存器重命名”的技術，這種技術使x86CPU的寄存器可以突破8個的限制，達到32個甚至更多。不過，相對於RISC來說，這種技術的寄存器操作要多出一個時鍾周期，用來對寄存器進行重命名。
4、 專用寄存器 專用寄存器通常是一些狀態寄存器，不能通過程序改變，由CPU自己控制，表明某種狀態。
（二） 控制器 運算器只能完成運算，而控制器用於控制着整個CPU的工作。
1、 指令控制器 指令控制器是控制器中相當重要的部分，它要完成取指令、分析指令等操作，然后交給執行單元（ALU或FPU）來執行，同時還要形成下一條指令的地址。
2、 時序控制器 時序控制器的作用是為每條指令按時間順序提供控制信號。時序控制器包括時鍾發生器和倍頻定義單元，其中時鍾發生器由石英晶體振盪器發出非常穩定的脈沖信號，就是CPU的主頻；而倍頻定義單元則定義了CPU主頻是存儲器頻率（總線頻率）的幾倍。 3、 總線控制器 總線控制器主要用於控制CPU的內外部總線，包括地址總線、數據總線、控制總線等等。
4、中斷控制器 中斷控制器用於控制各種各樣的中斷請求，並根據優先級的高低對中斷請求進行排隊，逐個交給CPU處理。
1.RISC與CISC的差異
處理器的指令集可簡單分為2種，CISC（complex instruction set computer）以及RISC（reduced instruction set computer）。一開始的處理器都是CISC架構，隨着時間演進，有越來越多的指令集加入。由於當時編譯器的技術並不純熟，程序都會直接以機器碼或是匯編語言寫成，為了減少程序設計師的設計時間，逐漸開發出單一指令，復雜操作的程序碼，設計師只需寫下簡單的指令，再交由CPU去執行。但是后來有人發現，整個指令集中，只有約20％的指令常常會被使用到，約占整個程序的80％；剩余80％的指令，只占整個程序的20％。於是1979年美國加州大學柏克萊分校的David Patterson教授提出了RISC的想法，主張硬件應該專心加速常用的指令，較為復雜的指令則利用常用的指令去組合。
RISC的優點列舉如下：
指令長度固定，方便CPU譯碼，簡化譯碼器設計。
盡量在CPU的暫存器（最快的存儲器元件）里操作，避免額外的讀取與載入時間。
由於指令長度固定，更能受益於執行線路管線化（pipeline）后所帶來的效能提升。
處理器簡化，晶體管數量少，易於提升運作時脈。比起同時脈的CISC處理器，耗電量較低。
RISC的缺點列舉如下：
復雜指令需要由許多的小指令去完成，程序變得比較大，存儲器也占用比較多，這在硬盤昂貴，常常使用磁帶儲存的時代來說，是個大缺點。
程序變長，代表着讀取工作變得繁重，需要更多的時間將指令從存儲器載入至處理器內。
這里也提供一個小小的概念，CISC是在RISC出現之后才出現的相對名詞，並不是從一開始就有CISC、RISC這2種處理器架構。
2. CISC和RISC的區別
前者更加專注於高性能但同時高功耗的實現（x86），而后者則專注於小尺寸低功耗領域（ARM）。
實際上也有很多事情CISC更加合適，而另外一些事情則是RISC更加合適，比如在執行高密度的運算任務的時候CISC就更具備優勢，而在執行簡單重復勞動的時候RISC就能占到上風。
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