CPU执行指令的过程和步骤

CPU 的内部由寄存器、控制器、运算器和时钟等部分组成。CPU执行指令主要有 5 个阶段:取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回取指令阶段取指令(Ins

今天给各位分享CPU执行指令的过程和步骤的知识,其中也会对进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

取指令阶段

取指令(IF):将指令从主存储器读取到指令寄存器(IR) 的过程。

在程序开始执行之前,必须将其起始地址,即程序第一条指令所在的内存单元地址发送到程序计数器。程序计数器PC中的值存储下一条要执行的指令的存储器地址。

当取指令时,PC中的值会根据指令字长自动递增:如果是单字长指令,则(PC)+1-PC;如果是双字长指令,则(PC)+2-PC ,依此类推。

指令译码阶段

指令解码(ID):指令解码器根据预定的指令格式对检索到的指令进行拆分和解释,识别和区分不同的指令类别和各种获取操作数的方法。

指令由操作码和地址码组成。操作码表示要执行的操作的性质,即执行什么操作;地址码是操作码执行时操作对象的内存地址。

执行指令阶段

执行指令(Execute,EX):完成指令规定的各种操作,具体实现指令的功能。

CPU执行指令的过程和步骤

这些功能可能包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。相关的计算单元包括:算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)等。

例如,要完成加法运算,算术逻辑单元ALU将被启用,输入端将提供要相加的值,输出端将包含最终的运算结果。

访存取数阶段

内存访问阶段:根据指令要求,可以访问主存,读取操作数进行运算。

CPU将内存地址发送给内存控制器,读取数据并将其存储到指定的寄存器中。

结果写回阶段

结果回写(Writeback,WB):将执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式:

或者写入CPU内部寄存器,以便后续指令快速访问;

或者写入相对较慢、较便宜且较大的主存储器。

用户评论

CPU执行指令的过程和步骤
将妓就计

真没想到CPU的工作原理这么复杂啊!我一直以为它只是单纯“计算”的工具,看完这篇文章才明白,其实是个精密复杂的系统!

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CPU执行指令的过程和步骤
歆久

好详细的文章,把各个指令阶段都解释清楚了,对学计算机科学的学生来说超级有用!原来要从取指令、解码到执行还有回送…真是一环连着一环!

    有8位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
一点一点把你清空

这篇文章还蛮无聊的,像个教科书一样死板,讲得过于机械化了。没啥趣味性,如果能用一些通俗易懂的例子来解释,会更容易理解!

    有5位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
烬陌袅

我一直对CPU的工作原理好奇,终于找到了一篇清晰解释的文章!尤其喜欢你提到的“管道”的概念,感觉像流水线一样高效!

    有9位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
孤街浪途

写的有点太深奥了,我学的是软件开发,对硬件原理不太了解,很多词汇都看不懂……可能需要多查字典才知道这意味着什么。

    有7位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
断桥残雪

对于想深入了解计算机科学的人来说,这篇文章简直就是必读之文!作者把CPU执行指令的过程阐述得非常到位,图文并茂,很容易理解各个阶段的运作逻辑!

    有7位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
红尘滚滚

我一直觉得CPU很神秘,没想到这么复杂啊!原来每个小指令都经过这么多个步骤才能完成,真是让人佩服科技的发展!

    有12位网友表示赞同!

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忘故

这篇文章让我更加重视代码编写细节了,因为每个语句都会被转义成相应的机器码执行,所以代码的逻辑和效率直接影响CPU的工作效率!

    有7位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
丢了爱情i

文章写的很好,但我觉得对于一些硬件基础知识较少的读者来说,可以再添加一些简单的入门解释,让大家更轻松地理解。

    有13位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
凝残月

我个人觉得CPU执行指令的过程太复杂了,看了也头晕,感觉自己还是应该专注于软件开发才是!

    有5位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
别悲哀

这篇文章让我对计算机硬件有了更深入的了解,原来CPU的工作流程这么复杂,还有“时钟周期”的概念,真是一眼开了,我的认知世界又扩展啦!

    有16位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
浅笑√倾城

作者用通俗易懂的语言解释了CPU执行指令的过程,即使是新手也能轻易理解。而且图示非常清晰,生动的图像让我更容易记忆这些抽象的概念。

    有5位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
莫失莫忘

希望以后能看到更多的关于计算机硬件的文章,深入探讨其他元件的工作方式,例如存储器、总线等等,帮助我们更全面地了解计算机系统!

    有14位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
岁岁年年

看了这篇文章,我终于明白为什么一些程序运行起来速度这么慢了!原来是CPU指令执行的频率和效率有关!

    有19位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
万象皆为过客

我觉得文章可以加上一些实际应用案例,例如人工智能、游戏开发等领域如何利用特定指令指令来实现复杂的功能,这样能更生动地展示CPU的作用!

    有17位网友表示赞同!

CPU执行指令的过程和步骤
发呆

文章讲得深入浅出,让我对CPU执行指令的过程有了清晰的认知。如果能结合动画演示,效果会更好,更有沉浸感!

    有10位网友表示赞同!

原创文章,作者:小su,如若转载,请注明出处:https://www.sudun.com/ask/184201.html

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