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Para muitas pessoas, CPU é aquela caixa grande que protege as peças do computador (o gabinete).
Mas se fosse assim, Notebook não teria CPU.

A CPU - Unidade Central de Processamento - é o que normalmente chamamos de processador.
É o cérebro da máquina. A peça mais importante. É a unidade responsável pelo processamento de tudo o que entra no computador através dos periféricos e dos próprios dispositivos internos do computador, além de ser responsável também pelo controle e gerenciamento do hardware e da realização de calculos lógicos e aritméticos.

Igual ao cérebro humano.

Imaginemos que o nosso corpo seja o gabinete. E os órgãos responsáveis pelos nossos sistema sensorial os periféricos de entrada. Visão, Tato, Paladar, Audição e Olfato.
É através destes periféricos que os dados referentes ao mundo entram no nosso gabinete (corpo).

Todos eles vão diretamente para o cérebro, onde são processados.
Quando vamos pegar um lápis para escrever, o cérebro realiza todos os cálculos que dizem respeito à distância do lapis para a mão, a força com que a mão deve segurar o lápis para que ele não quebre, a hora de fechar e abrir, etc. Todos os cálculos lógicos e aritméticos são realizados pelo cérebro.
Sem falar nas operações que fazemos inconscientemente, como andar de bicicleta, ou mesmo andar. Nós aprendemos a andar, e gravamos esse software - programa - no cérebro. Quando queremos andar, o cérebro executa o programa. Mas podemos andar e falar ao mesmo tempo. O cérebro executa o programa da fala. E podemos andar, falar e ouvir ao mesmo tempo. E o cérebro executa todos estes programas. Claro...chega uma hora em que o cérebro trava. Afinal, assim como o computador, o cérebro possui limitações para a quantidade de programas que são executados simultaneamente.

Assim, podemos dizer resumidamente que o processador, assim como o cérebro:

- Executa as instruções dos programas, quando são executados;
- Controla os programas que estão sendo executados;
- Realiza cálculos lógicos e aritméticos;
- Controla os dispositivos de entrada e saída;

A CPU pode ser dividida em três partes principais:
- Unidade de Controle (UC);
- Unidade Lógica e Aritmética;
- Registradores

A Unidade de Controle é a parte da CPU responsável por controlar a CPU e gerenciar o processamento. Para gerenciar os outros componentes, a UC gera pulsos elétricos de sincronização, pulsos este chamado de clock. A velocidade de uma CPU é medida pelo clock, em Hz (hertz), ou seja, ciclos por segundo. Um processador (CPU) de 2.5Ghz executa 2.5 bilhões (Giga) de ciclos por segundo.

A Unidade Lógica e Aritmética (ULA) é a unidade responsável por realizar as operações lógicas e aritméticas.

Os Registradores são pequenas memórias dentro da CPU, atualmente, em torno de 64 bits, nos processadores mais atuais. Servem para auxiliar o processamento sendo mini unidades de armazenamento temporário dos dados.

Para saber mais:
http://informatica.hsw.uol.com.br/microprocessadores.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Processador