一个基本的CPU包括三部分功能：数据的存储、数据的运算和控制部分。与之相对应的硬件结构也分为三部分：存储器、数据通路和控制器。存储器、数据通路和控制器这三部分的基本关系如图4-21所示。
1.存储器
存储器中存放了要执行的指令和相应数据。存储器的读/写信号由控制器给出。存储器的地址来源有两个：程序计数器和指令寄存器。在取新指令时，用程序计数器的值作为存储器地址；在执行指令时，用指令中的地址部分作为存储器地址。
图4-21 CPU基本结构
2.数据通路
数据通路主要包括累加器、程序计数器和算术逻辑单元（ALU）。累加器用于保存参加运算的数据以及运算的中间结果。实际上，累加器也是寄存器，不过它有特殊性，即许多指令执行过程以累加器为中心。往往在运算指令前，累加器中存放一个操作数，指令执行后，由累加器保存运算结果。另外，I/O指令一般也通过累加器来完成。程序计数器指向下一条要执行的指令，由于程序一般存放在内存的一个连续区域，所以，顺序执行程序时，每取一个指令字节，程序计数器便加1。ALU是专门用来处理各种运算数据信息的，它可以进行加、减、乘、除算术运算和与、或、非、异或等逻辑运算。(www.xing528.com)
3.控制器
控制器产生相应的控制信号送到时序和控制逻辑电路，进而组合成外部电路所需要的时序和控制信号。这些信号送往其他部件，以控制这些部件协调工作。
以冯·诺依曼结构来实现RISC-CPU的设计，将数据和程序（指令序列）统一存放在一个数据存储器中。对图4-21中的结构进行细化，可以得到一个简单CPU的架构，如图4-22所示。该CPU采用总线结构，即控制器所需的指令、数据通路所需的数据都是从总线上得到的。
图4-22 CPU简单架构
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