中央處理器、算術邏輯單元與控制單元

想像晶片裡有一個渺小卻不知疲倦的工人。它只做一件事：拿起下一條指令，照字面意思精確地執行，然後伸手去拿下一條。它不會無聊，不會即興發揮，而且每秒鐘要這樣做上數十億次。這個工人就是中央處理器（CPU），是電腦中真正執行你程式的部分。

CPU 內部有兩個元件負責大部分看得見的工作。算術邏輯單元（ALU）是計算機：它做加、減、比較兩個數值，以及像 x & 0xFF 或 x << 3 這類位元運算。控制單元則是工頭：它讀取每一條指令、判斷它的意思，並指揮 CPU 其他部分該做什麼、以什麼順序做——要讀哪個暫存器、ALU 該加還是該減、結果寫到哪裡、下一條指令是哪一條。這兩個部分都不決定你的程式該做什麼；它們只是執行編譯器早已產生好的指令。

上層的一切——你的 C 程式碼、作業系統、一個網頁瀏覽器——最終都會變成一串這樣的微小機器指令，由控制單元一條接一條餵給 ALU 與其他單元。理解這台機器是如此死板照字面執行，正是本領域其餘內容的基礎：暫存器、指令、堆疊、呼叫慣例，講的全都是如何餵飽並安排這個渺小工人的工作。