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（1）程序控制。CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序。
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（2）操作控制。一条指令功能的实现需要若干操作信号来完成，CPU产生每条指令的操作信号并将其送往不同的部件，控制相应部件的操作。
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（3）时序控制。CPU通过时序电路产生的时钟信号进行定时，以控制各种操作按指定时序进行。
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运算器主要完成算术运算、逻辑运算和移位操作，主要部件有算术逻辑单元（ALU）、累加器（ACC）、标志寄存器、寄存器组、多路转换器和数据总线等。
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控制器实现指令的读入、寄存、译码和在执行过程有序地发出控制信号。控制器主要由指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）、指令译码器、状态／条件寄存器、时序产生器、微操作信号发生器组成。
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寄存器用于暂存寻址和计算过程的信息。CPU中的寄存器通常分为存放数据的寄存器、存放地址的寄存器、存放控制信息的寄存器、存放状态信息的寄存器和其他寄存器等类型。
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流水线技术把CPU的一个操作进一步分解成多个可以单独处理的子操作（如取指令、指令译码、取操作数、执行），使每个子操作在一个专门的硬件站上执行，这样一个操作需要顺序地经过流水线中多个站的处理才能完成。在执行的过程中，前后连续的几个操作可以依次流入流水线中，在各个站间重叠执行。其工作原理如下图所示。
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设某流水线技术分为n个基本操作，操作时间分别是△ti（i=1,2,…，n）。
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（1）操作周期。取决于基本操作时间最长的一个，即操作周期为
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（3）流水线的建立时间。即第一条指令完成的时间，即
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