Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas beberapa komponen, yaitu Arithmetic and Logic Unit (ALU), Control Unit, Registers, dan CPU Interconnections.
 Gambar 1. komponen internal CPU
- Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya, ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
 - Control Unit, bertugas mengontrol operasi CPU dan secara keselurahan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi – fungsi operasinya. Termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil instruksi –instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut.
 - Registers, adalah media penyimpan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data.Memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya.
 
- CPU Interconnections, adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register – register dan juga dengan bus – bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan/keluaran.
 
Fungsi CPU adalah penjalankan program – 
program yang disimpan dalam memori utama dengan cara  mengambil  
instruksi  – instruksi, menguji  instruksi  tersebut  dan 
mengeksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
Pengolahan instruksi  dalam CPU  terdiri  dari  dua  langkah, yaitu :  operasi pembacaan instruksi  (fetch)  dan operasi  pelaksanaan instruksi  (execute). Siklus  instruksi  yang terdiri dari siklus fetch dan siklus eksekusi.
Gambar 2.Siklus instruksi dasar
Pada setiap siklus instruksi, CPU awalnya
 akan membaca instruksi dari memori. Terdapat register  dalam  CPU  
yang  berfungsi  mengawasi  dan menghitung  instruksi  selanjutnya, yang
  disebut Program Counter (PC). PC akan menambah satu hitungannya setiap kali CPU membaca instruksi.
Instruksi  – instruksi  yang  dibaca  
akan dibuat  dalam  register  instruksi  (IR). Instruksi – instruksi ini
 dalam bentuk kode – kode binner yang dapat diinterpretasikan oleh CPU 
kemudian dilakukan aksi yang diperlukan. Aksi – aksi ini dikelompokkan 
menjadi empat katagori, yaitu :
- CPU – Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya.
 - CPU –I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
 - Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
 - Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi.
 
Gambar 3. Diagram siklus instruksi
Perlu diketahui  bahwa  siklus  eksekusi 
untuk suatu instruksi dapat melibatkan lebih dari sebuah referensi ke 
memori. Disamping itu juga, suatu instruksi dapat menentukan suatu 
operasi I/O. Perhatikan gambar diagram siklus instruksi di atas .
- Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
 - Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
 - Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
 - Operand Address Calculation (OAC),yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
 - Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
 - Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
 - Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori.
 
Fungsi  interupsi  adalah mekanisme  
penghentian atau pengalihan pengolahan instruksi  dalam  CPU  kepada  
routine  interupsi. Hampir  semua  modul  (memori  dan I/O)  memiliki  
mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.
Tujuan interupsi  secara  umum  untuk  
menejemen pengeksekusian routine  instruksi  agar efektif  dan efisien 
antar  CPU  dan modul  – modul  I/O  maupun memori. Setiap komponen 
komputer  dapat  menjalankan tugasnya  secara  bersamaan, tetapi  
kendali  terletak  pada  CPU disamping  itu kecepatan eksekusi  masing  –
 masing  modul  berbeda  sehingga  dengan adanya fungsi  interupsi  ini 
 dapat  sebagai  sinkronisasi  kerja  antar  modul. Macam – macam kelas 
sinyal interupsi :
- Program, yaitu interupsi yang dibangkitkan dengan beberapa kondisi yang terjadi pada hasil eksekusi program. Contohnya: arimatika overflow, pembagian nol, oparasi ilegal.
 - Timer, adalah interupsi yang dibangkitkan pewaktuan dalam prosesor. Sinyal ini memungkinkan sistem operasi menjalankan fungsi tertentu secara reguler.
 - I/O, sinyal interupsi yang dibangkitkan oleh modul I/O sehubungan pemberitahuan kondisi error dan penyelesaian suatu operasi.
 - Hardware failure, adalah interupsi yang dibangkitkan oleh kegagalan daya atau kesalahan paritas memori.
 
Dengan adanya  mekanisme  interupsi, 
prosesor  dapat  digunakan untuk  mengeksekusi instruksi-instruksi lain.
 Saat suatu modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima 
tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke
 prosesor. Kemudian prosesor  akan menghentikan eksekusi  yang  
dijalankannya  untuk  menghandel  routine  interupsi.
Setelah program interupsi selesai maka 
prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali. Saat  sinyal  
interupsi  diterima  prosesor  ada  dua  kemungkinan tindakan, yaitu 
interupsi diterima/ditangguhkan dan interupsi  ditolak. Apabila  
interupsi  ditangguhkan, prosesor  akan melakukan hal – hal dibawah ini :
- Prosesor menangguhkan eksekusi program yang dijalankan dan menyimpan konteksnya. Tindakan ini adalah menyimpan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi dan data lain yang relevan.
 - Prosesor menyetel program counter (PC) ke alamat awal routine interrupt handler.
 









