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从上面的讨论中我们知道了计算机的工作特点和编程要素，那么使用电子技术的计算机CPU需要什么样的结构和指令系统才能工作呢？
只要对上面的故事细节进行深入的对比思考，我们就会很容易了解到CPU为什么会有现在这样的结构，以及需要那些指令才能完成“计算”任务。
先比较一下程序化了的赵云与由电子技术构成的CPU系统之间的4个差别：
(1) 信号系统：赵云是个活人，主要有三种信号起作用，即视觉、听觉和触觉。而计算机系统只有一种信号系统，即电平的高和低（0和1）；
(2) 解码方式：赵云有复杂的语言能力，加上能阅读文字，因此解码能力超强，诸葛亮只须将复杂任务写在字条上，赵云就能理解并完成。而CPU是机器属性，只能通过对电平信号组的硬性规定来选择相应的功能电路（在技术上称为译码电路）来完成极其简单的指令，和人们使用的文字语言相比，计算机的指令少得可怜，通常在三十多条至一百多条之间，功能也极其简单，因此程序员常常为完成一个简单的任务需要写上许多条指令；
(3) 执行指令的间隔：赵云拆开锦囊的时间没有明确的规定，诸葛亮只告知拆锦囊时的必要条件，指令间隔内其它事情如刘备的起居饮食安全保卫等一律由赵云自己处理，不需要下达特别的指令。而CPU靠系统提供的时钟频率运行，指令的时间间隔非常精确，只要提供系统电力它便不停地运行，即使在看起来没有处理任何事物时也不会停止执行指令操作。CPU系统不能自己处理任何事，它所做的每一件事情都必须在程序员的指令下完成，甚至包括等待任务的待机方式，都由程序员编写的指令完成；
(4) 工作形式：赵云能够自行处理和完成一般活动中的所有事情，这些不用诸葛亮操心。但有一个缺点就是需要休息。而CPU系统虽然缺心眼，所有事情都必须由程序员预先编写好程序，但只要维持电力供应就可以不停地运作，这是它比人优越的唯一点。
通过以上比较可以看出，计算机技术只能在机器属性限制的条件下对人的模拟，为方便讨论，先委屈一下英勇神武的赵云先生，将他设想成一个不那么聪明能干的人，他的所有事情都需要诸葛亮事先用锦囊安排好。这样要使赵云完成任务就需要诸葛亮给赵云准备装有大量锦囊的指令，由于指令的顺序不能有错误，所以还必须给所有锦囊编上顺序号码，为了防止锦囊丢失，诸葛亮还必须准备一个专门的器具，这个专门用来放置锦囊的器具相对CPU系统来说就是程序存储器，前面讲过的存储器是由许多存放数据的“房间”组成的，我们可以先将每个房间理解成一个“锦囊”，这样CPU可以通过给存储器的地址线输出地址信号，读到每个“锦囊”的内容。所以CPU自身有一个程序计数器，程序计数器的输出端对接程序存储器。计数器的工作方式是每输入一个计数脉冲其计数输出+1，所以CPU每完成一步操作就会让程序计数器+1，自动寻址到下一个锦囊的地址。
存放和按顺序寻找锦囊的问题解决了，下一步就是读取和解码指令的问题。赵云并不是随时都可以读取锦囊指令的，比如在骑马奔驰的时候、天黑看不清的时候或者有其他人干扰的时候。赵云读取指令必须进入一个能够取出锦囊字条并安心阅读的条件环境。CPU也一样，它需要先将指令取到一个叫做“指令暂存器”的地方进行译码处理。由于译码器的具体操作需要在讲解CPU的机器指令集时才能完全搞清楚，所以本节只需将它理解成可以将指令翻译的并启动执行的部件就可以了。实际上CPU的每一个功能操作都需要一个相应的“暂存器”，后面的章节将会结合指令集进行详细的介绍。
最后需要做的就是指令的实现与执行，赵云要执行指令就要运动他的执行机构——身体，所以CPU要执行指令也需要动用它的执行机构——总线（即地址、数据、控制三总线）。这里初学者往往会感到十分困惑，总线不是用于指令的读取和排序的吗？怎么又变成执行机构了呢？
先不妨看一下赵云的主要执行机构：双手，赵云要从锦囊里取字条，这时他的双手用于取指，如果指令要求他拿起兵器去巡逻，他的双手就要去拿上兵器并要操作马匹或马车等交通工具，赵云双手是通用和多功能的。CPU的总线也是一样的，除了完成取指操作外还能完成指令的执行，它也是通用和多功能的。赵云作战需要配置用于战斗的专用兵器，CPU的总线为完成专门任务也需要配置专门的工作硬件。赵云在不需要战斗时把兵器丢在一边，CPU也只是在需要操作时才通过总线来操作这些硬件，平时也会将它丢在一边不予理会。
通过上面的对比讨论，我们知道了CPU系统主要由3个部分构成的，即：指令读取、指令译码和指令执行。下面将讨论CPU到底需要什么样的指令系统才能工作？ | 
[计算机基础教程]计算机的工作原理（3）:CPU到底需要什么样的结构?