CPU中的一條指令的執(zhí)行過程是怎樣的

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  CPU中的一條指令的執(zhí)行過程：

幾乎所有的馮bai·諾伊曼型計算機(jī)的CPU，其工作都可以分du為5個階段：取指zhi令、指令譯碼、dao執(zhí)行指令、訪存取數(shù)、結(jié)果寫回。

1．取指令階段

取指令（Instruction Fetch，IF）階段是將一條指令從主存中取到指令寄存器的過程。

程序計數(shù)器PC中的數(shù)值，用來指示當(dāng)前指令在主存中的位置。當(dāng)一條指令被取出后，PC中的數(shù)值將根據(jù)指令字長度而自動遞增：若為單字長指令，則(PC)+1àPC；若為雙字長指令，則(PC)+2àPC，依此類推。

2．指令譯碼階段

取出指令后，計算機(jī)立即進(jìn)入指令譯碼（Instruction Decode，ID）階段。

在指令譯碼階段，指令譯碼器按照預(yù)定的指令格式，對取回的指令進(jìn)行拆分和解釋，識別區(qū)分出不同的指令類別以及各種獲取操作數(shù)的方法。

在組合邏輯控制的計算機(jī)中，指令譯碼器對不同的指令操作碼產(chǎn)生不同的控制電位，以形成不同的微操作序列；在微程序控制的計算機(jī)中，指令譯碼器用指令操作碼來找到執(zhí)行該指令的微程序的入口，并從此入口開始執(zhí)行。

3．執(zhí)行指令階段

在取指令和指令譯碼階段之后，接著進(jìn)入執(zhí)行指令（Execute，EX）階段。

此階段的任務(wù)是完成指令所規(guī)定的各種操作，具體實現(xiàn)指令的功能。為此，CPU的不同部分被連接起來，以執(zhí)行所需的操作。

4．訪存取數(shù)階段

根據(jù)指令需要，有可能要訪問主存，讀取操作數(shù)，這樣就進(jìn)入了訪存取數(shù)（Memory，MEM）階段。

此階段的任務(wù)是：根據(jù)指令地址碼，得到操作數(shù)在主存中的地址，并從主存中讀取該操作數(shù)用于運(yùn)算。

5．結(jié)果寫回階段

作為最后一個階段，結(jié)果寫回（Write Back，WB）階段把執(zhí)行指令階段的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)“寫回”到某種存儲形式：

結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)常被寫到CPU的內(nèi)部寄存器中，以便被后續(xù)的指令快速地存取；

在有些情況下，結(jié)果數(shù)據(jù)也可被寫入相對較慢、但較廉價且容量較大的主存。許多指令還會改變程序狀態(tài)字寄存器中標(biāo)志位的狀態(tài)，這些標(biāo)志位標(biāo)識著不同的操作結(jié)果，可被用來影響程序的動作。

在指令執(zhí)行完畢、結(jié)果數(shù)據(jù)寫回之后，若無意外事件（如結(jié)果溢出等）發(fā)生，計算機(jī)就接著從程序計數(shù)器PC中取得下一條指令地址，開始新一輪的循環(huán)，下一個指令周期將順序取出下一條指令。

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