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取指令Instruction FetchCPU 从程序存储器通常是内存中获取要执行的下一条指令。这个过程包括以下步骤 CPU 从程序计数器Program CounterPC中获取当前要执行的指令的地址。PC 的值被送入地址总线用于寻址内存中的指令。内存中的指令被读取到 CPU 的指令寄存器Instruction RegisterIR中。 解码指令Instruction Decode获取指令后CPU 解码指令以确定应该执行什么操作以及如何操作数据。这个过程包括以下步骤 从 IR 中提取操作码Opcode这个操作码标识了指令的类型和要执行的操作。根据操作码CPU 确定指令需要哪些寄存器或内存地址的操作数。 执行操作Execute一旦指令被解码CPU 就会执行相应的操作。这可能涉及对寄存器或内存中的数据进行算术、逻辑或其他操作。一些常见的操作包括 算术运算加法、减法、乘法、除法等。逻辑运算与、或、非、异或等。数据传输将数据从一个位置寄存器或内存传输到另一个位置。分支和跳转根据条件或无条件地改变程序的执行流程例如条件分支指令根据某个条件来选择下一条指令的地址。 写回结果Write Back在执行完指令后CPU 将执行结果写回到寄存器或内存中具体取决于指令的性质。这确保了之后的指令可以使用最新的数据。更新程序计数器Update Program Counter在执行完指令后CPU 会更新程序计数器的值以指示下一条要执行的指令的地址。这通常涉及到增加 PC 的值以便跳转到下一个指令的地址。重复过程CPU 会不断地重复上述步骤取出、解码和执行下一条指令直到程序结束或发生分支跳转。
