对于电脑，大家可能司空见惯。但有没有想过它的处理器是如何工作的呢？下面和大家一起学习它的工作原理。

一. 最早的处理器

1.1  技术的发展

        1947年，美国贝尔实验室的肖克利和同事们一起发明了晶体管。

        1958年，美国人杰克·基尔比发明了集成电路。

1.2 第一个处理器的诞生

        1969 年，Nippon Calculated Machine Corporation 与 Intel 接洽，为其新型 Busicom 141-PF 打印计算器设计 12 个定制芯片。英特尔工程师提出了一个只有四个芯片的系列，其中一个可以编程用于各种产品，从而启动了一项工程壮举，极大地改变了电子产品的进程。

        英特尔设计了一套由四块芯片组成的MCS-4，包括：

（1）一个中央处理单元（CPU）芯片——4004。

（2）一个用于自定义应用程序的支持只读存储器（ROM）芯片。

（3）一个用于处理数据的随机存取存储器（RAM）芯片。

（4）一个用于输入/输出（I/O）端口的移位寄存器芯片。

        1971年，英特尔从日本计算机公司购买了版权，推出了英特尔® 4004 处理器及其芯片组，并在 1971 年 11 月 15 日的《电子新闻》上刊登广告：“宣布集成电子的新时代”。

        那时，英特尔® 4004 成为市场上第一个通用可编程处理器——工程师可以购买并使用软件进行定制的“构建块”，以在各种电子设备中执行不同的功能。

        1971年，在为日本人设计计算器芯片的过程中，受到启发的Intel公司生产了世界上第一个处理器Intel4004。如下图所示。

        

1.3 第一个处理器的制造工艺

         这款革命性的微处理器仅有小指甲大小，其计算能力与 1946 年第一台占据整个房间的电子计算机相同。

         第一个英特尔® 4004 微处理器是在 2 英寸晶圆上生产的，而当今产品通常使用 12 英寸晶圆。Intel 4004 微处理器的独特之处在于，它是有史以来投入商业生产的最小微处理器设计之一。

        Intel® 4004 微处理器电路线宽为 10 微米，即 10,000 纳米。如今，英特尔® 微处理器的电路特性范围在 45 纳米到 32 纳米之间。相比之下，人类头发的平均宽度为 100,000 纳米。

二.处理器内部结构

       处理器的引脚很多，其中有一部分是用来将参与运算的数字送入处理器内部。

       寄存器RA和RB分别锁存参与运算的被加数和加数。

       处理器内部有一个控制器，在指令的执行过程中，它负责给各个部件发送控制信号，使各个部件在某个正确的时间点上执行某个动作。