CPU作为计算机的运算与控制核心，主要由控制器、运算器、高速缓存以及数据通路等部分构成。其中控制器是CPU的指挥中枢，除了承担从主存中取出程序指令的任务，还负责对指令进行解码分析，向各功能部件发送控制信号，同时管控指令的执行顺序以及处理中断请求；运算器以算术逻辑单元为核心，专门负责完成各类算术运算、逻辑运算与移位操作；高速缓存是为了弥补CPU与主存之间的速度差而设置，会暂存主存中近期高频使用的指令和数据，提升CPU的访问效率；数据通路则是由寄存器、总线等组成的传输通道，主要负责在CPU内部各部件之间，以及CPU与主存、外设之间完成数据和指令的传递工作。