CPU作為計算機系統(tǒng)的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的終執(zhí)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(fā)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(zhí)行過程。當程序要執(zhí)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(zhí)行該指令。再然后取下一個指令、解了碼、執(zhí)行，以此類推直到程序退出。

CPU出現于大規(guī)模集成電路時代，處理器架構設計的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發(fā)展完善。從初專用于數學計算到廣泛應用于通用計算，從4位到8位、16位、32位處理器，后到64位處理器，從各廠商互不兼容到不同指令集架構規(guī)范的出現，CPU 自誕生以來一直在飛速發(fā)展。

為了改善性能，CPU已經不是單條取指-->解了碼-->執(zhí)行的路線，而是分別為這3個過程分別提供獨立的取值單元，解了碼單元以及執(zhí)行單元。這樣就形成了流水線模式。

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(fā)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(zhí)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(tǒng)，多數CPU都有兩種工作模式：內核態(tài)和用戶態(tài)。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(tài)的CPU，可以執(zhí)行指令集中的所有指令，并使用硬件的所有功能。

用戶態(tài)CPU想要執(zhí)行特權操作，需要發(fā)起系統(tǒng)調用來請求內核幫忙完成對應的操作。其實是在發(fā)起系統(tǒng)調用后，CPU會執(zhí)行trap指令陷入(trap)到內核。當特權操作完成后，需要執(zhí)行一個指令讓CPU返回到用戶態(tài)。除了系統(tǒng)調用會陷入內核，更多的是硬件會引起trap行為陷入內核，使得CPU控制權可以回到操作系統(tǒng)，以便操作系統(tǒng)去決定如何處理硬件異常。