一、单周期CPU概述

1、它是什么

中央处理器（CPU），是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件。中央处理器主要包括两个部分，即控制器、运算器，其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。电子计算机三大核心部件就是CPU、内部存储器、输入/输出设备。

2、它的作用

CPU的功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。

这四种功能和数据息息相关，从CPU运行的角度来看，CPU不停的取出数据，计算数据，写回数据。

在计算机体系结构中，CPU 是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元）进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU 是计算机的运算和控制核心。计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。

CPU的结构和其支持指令集相对应，可以说一套指令集对应其特有的CPU结构，一种CPU结构一般只能支持对应指令集。这一点也就是CPU设计的”大纲“。

单周期CPU就是任一指令都可以在一个时钟周期内完成的CPU。

3、如何搭建它

CPU需要支持指令集，也就是能执行指令集中所有指令，因此搭建CPU是依托一定计算机体系结构，在数据通路中增加硬件迭代完成。这里说的体系结构，是指冯诺依曼机。

冯诺依曼机的特点有：

(1)计算机处理的数据和指令一律用二进制数表示

(2)顺序执行程序

计算机运行过程中，把要执行的程序和处理的数据首先存入主存储器（内存），计算机执行程序时，将自动地并按顺序从主存储器中取出指令一条一条地执行，这一概念称作顺序执行程序。