Как процессор "знает", что на самом деле означают команды и инструкции?

процессор не "знает", какие команды. Команды-это просто двоичные шаблоны, которые заставляют процессор делать то, что мы интерпретируем команды.

например, операция ADD-R1-into-R2 приведет к тому, что значения регистров 1 и 2 достигнут ALU (арифметического и логического блока), заставит ALU использовать выход сумматора вместо различных других материалов и заставит выход ALU заменить значение в Регистре 2. Есть простая логика схемы для достижения всех этих вещей (мультиплексор,adder,счетчик, ...), хотя реальные процессоры используют очень сложные оптимизации.

Это sortof, как вы спрашиваете, как автомобиль умеет тормозить при нажатии тормоза. Автомобиль не знает, педаль тормоза просто косвенно контролирует, как жесткие подушки прижаты к колесам.

Возьмем, к примеру, инструкция это говорит процессору x86 / IA-32 двигаться непосредственное 8-разрядное значение в реестр. Двоичный код инструкция 10110 следовать а 3-битный идентификатор, для которого регистр использовать. Идентификатор для AL регистр 000, поэтому следующее машинный код загружает регистр AL с данными 01100001.

10110000 01100001

этот двоичный программный код можно сделать более человека-читаем выражая это в шестнадцатеричный следующим образом

B0 61

здесь B0 означает " переместить копию номиналом в АЛ', и 61 шестнадцатеричное представление значение 01100001, которое 97 внутри десятичное число. Язык сборки Intel обеспечивает мнемоническое движение ( аббревиатура move) для инструкций как это, так код машины выше можно написать следующее язык ассемблера, с пояснительный комментарий, если требуется, после точка с запятой. Это гораздо легче читать и запоминать.

http://en.wikipedia.org/wiki/Assembler_language

другими словами, когда вы "собираете" свою программу сборки, ваши инструкции, такие как

MOV AL, 61h

преобразуются в числа, которые процессор связывает с особым значением, а затем действует соответствующим образом.

рекомендуемое чтение:

• Бибоп Булеву Буги Клайв Максфилд
• цифровой дизайн и архитектура ЭВМ Харрисом и Харрисом
• компьютерная организация и дизайн: программно-аппаратный интерфейс by Паттерсон и Хеннесси

также проверить заметки курса из CS152: компьютерная архитектура и строительство в Беркли, поле, в котором студенты реализуют процессор.

Если вы google для "домашний процессор" вы найдете много положительных героев.

на крайнем самом низком уровне, все процессор может сделать, это добавить. Из сложения он может вычитать, умножить и разделить (видя, что это просто сложение по-другому). Процессор использует для перемещения данных в памяти путем применения дополнений к адресам памяти.

имейте в виду, что это на самом низком уровне. Процессор действительно "понимает" определенные команды в виде микрокода. См. ответ прорыва, это очень хорошо написано.