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计算机的指令执行过程,计算机执行指令的基本过程

时间:2023-05-06 07:16:27 阅读:180233 作者:1722

一、计算机基本组成为bmdjb计算机的特点(机器以运算器为中心)

1 .控制器(用于分析和执行机器指令以控制各个部件的协调操作)、运算器(用于基于控制信号对数据执行算术和逻辑运算)、存储器(用于存储中间结果,并将需要长期存储的信息存储在外部)和输入设备(用于接收外部信息)

2 .命令(程序)和数据用二进制不加区别地存储在存储器里

3 .程序自动执行

现代计算机由三大部分组成(已经转化为以存储器为中心)

1 .中央处理单元(CPU ),核心部件是alu )阵列单元(arithmeticlogicunit )和Cu )控制单元)。

2.I/O设备(在CU的控制下) ) )。

3 .主存储器(MainMemory,MM )分为RAM (随机存储器)和ROM (只读存储器)

//CPU将MM与主机合成,I/O设备可以称为外部设备

二.一条命令在CPU的执行过程

//专业术语

1 .地址(ad )格式的地址

2 .数据注册器(dr )数据寄存器

3 .地址注册器(ar )地址寄存器(MAR ) )。

4 .指令寄存器(IR )

5 .缓冲区寄存器(MBR )

5.id (指令译码器)指令译码器

6.PC (程序计数器)程序计数器

流程详细信息:

几乎所有的爱心绿茶型计算机的CPU,其工作可以分为五个阶段:

发出命令

指令解码

执行命令

访问量

写回结果

1 .指令读取阶段指令(Instruction Fetch,IF )阶段是指将单个指令从主存储器读取到指令寄存器的过程。 表示当前指令在主存储器内位置的程序计数器PC内的数值。 取出一个命令后,PC的数值会根据命令字长自动增加。 对于单词长度命令,使用(PC ) 1PC; 对于双字母长命令,(PC ) 2PC,下同。 //PC - AR - Memory //Memory - IR2 .在指令解码阶段取出指令后,计算机立即进入指令解码(Instruction Decode,ID )阶段。 在指令解码阶段,指令解码器根据预先确定的指令格式,对取出的指令进行分割并解释,识别不同的指令类型和各种操作数的取得方法。 在组合逻辑控制的计算机中,指令解码器为不同的指令操作码生成不同的控制电位,形成不同的微操作序列。在微程序控制的计算机中,指令解码器找到使用该指令操作码执行指令的微程序的入口//{ 1.Ad //Memory - IR - ID - { 2.PC变更//{3.Cu(controlunit )3.在访问数阶段根据命令的需要,访问主存储器,读取操作数MEM )。此阶段的任务是根据指令地址码获取操作数在主存中的地址,然后从主存中读取该操作数用于运算。 //Ad - AR - AD - Memory4.执行指令的阶段在获取指令和指令的解码阶段后,下一个进入执行指令(Execute,EX )阶段。 这一阶段的任务是完成指令规定的各种操作,具体实现指令的功能。 因此,CPU的各个部分被连接在一起,执行必要的操作。 例如,如果需要加法运算,则算术逻辑单元ALU连接到一组输入和输出,输入端提供需要相加的值,而输出端包含最后的运算结果。 //Memory - DR - ALU 5.将结果写回阶段作为最后阶段,结果写回(Writeback,WB )阶段将执行指令阶段的执行结果数据“写回”为某种存储格式。 结果数据始终写入CPU的内部寄存器,以便可以快速访问后续指令。 在某些情况下,还可以将结果数据写入相对较慢、便宜且容量大的主存储器。 许多指令还更改程序状态字寄存器中标志位的状态,该寄存器标识可用于影响程序行为的各种操作结果。 //DR - Memory6.循环阶段指令执行完成并写回结果数据后,如果出现结果溢出等意外事件,计算机将从程序计数器PC获取下一个指令地址,开始新的循环,然后//1~5//HLT(Holton )反复停止

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