CPU执行指令过程

最新推荐文章于 2025-06-10 10:45:30 发布
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本文详细解析了计算机程序执行过程中的关键步骤，包括取指令、指令译码、执行、内存访问、返回结果，深入探讨了程序计数器、地址寄存器、存储器和数据寄存器的作用及工作原理。
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  1. 取出指令；
  2. 指令译码；
  3. 执行指令；
  4. 访问内存取数；
  5. 返回结果；

取指令阶段：程序计数器PC先送地址到地址寄存器MAR，程序计数器加1，地址寄存器的地址通过总线送到存储器，存储器的控制逻辑电路将MAR内的地址通过地址译码器译码后找到地址，对应地址数据通过内部总线传递给数据寄存器MDR，MDR通过数据总线传输到指令寄存器

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CPU在进行指令执行时如何进行取指和执行
DKPT的博客
11-03 1526
值得注意的是，取指阶段的速度往往受到内存访问速度的限制，因此现代计算机系统中通常会采用各种缓存技术来加速指令的获取。在这个循环过程中，CPU的各个部件（如PC、MAR、IR、ALU等）需要紧密协同工作以确保指令的正确执行。然后，它会根据操作码和操作数的信息，调用相应的逻辑电路或算术逻辑单元（ALU）来执行指令所指定的操作。对于需要访问内存的指令（如加载指令和存储指令），CPU会在访存阶段与内存进行交互。在执行阶段，CPU首先会对IR中的指令进行译码，以识别出指令的类型和操作码。
你真的了解的CPU指令的执行过程吗？
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本文深入探讨了CPU指令的执行过程，详细介绍了CPU内部各组件如程序计数器、地址寄存器、数据缓冲器和指令寄存译码器的工作原理及其在指令执行中的角色。文章通过一个具体的CPU框图，逐步解析了从取指到执行指令的完整流程，包括如何从存储器中获取指令、指令的译码与执行，以及数据在CPU内部的流动。此外，文章还区分了数据缓冲器与CPU缓存的不同，强调了它们在存储粒度、访问速度和管理方式上的关键差异。通过这种详细的解析，读者可以更清晰地理解CPU如何高效地执行复杂的计算任务。
CPU执行指令过程详解
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12-19 9151
在进入正题之前，先介绍几个名词 基础概念 1、操作数：操作数并不是什么高深的意思，就是我们执行指令时需要用到的真实的数据，比如1+1中的1（当时这个概念一直模糊了好久……） 2、几种常见寻址方式： 立即寻址：就是我们的操作数已经包含在指令当中，比如指令1+1，那么这种方式就是立即寻址，说白了，就是能立即拿到我们想要的操作数，根本不需要额外操作 直接寻址：就是指令中包含操作数存在的地址，我们需要根据这个地址的找到操作数 间接寻址：就是地址中包含操作数的地址，有点类似于指针的操作原理。我们...
计算机指令在CPU中的执行过程（图文版）
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jizhu4873的博客
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为了了解指令的大概流程，下面以加法指令做以说明（引用《计算机原理》）。 指令形式： ADD EA 该指令一个隐含的操作数存在累加器（AC）中，EA为另一个操作数在主存当中的有效地址。 该指令是把AC和EA的数据相加，最后把计算的和送回AC中，即AC+EA -> AC。 1. 取指 把PC的内容（指令地址）装入地址寄存器（AR），送上地址总线，由地址总线找到对应主存单元，取出指令码，...
计算机指令要素,【计算机系统】CPU指令执行流程与指令流水线原理
weixin_39645343的博客
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【计算机系统】CPU指令执行流程与指令流水线原理一、指令执行流程冯诺依曼架构CPU指令执行的五个阶段：阶段涉及的功能部件IF指令寄存器IR、程序计数器PCID指令译码器IDEXECPU内各个单元：ALU、Cache、Registers .etcMEMWB状态寄存器FR、Registers. etc表1在上述各阶段CPU与内存的交互时，还涉及系统总线如AB、CB、DB等1、取指阶段(IF, Inst...
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01-05 2950
CPU 执行一条指令的过程大致如下： 获取指令：CPU 从内存中取出下一条指令。 解码指令：CPU 识别出指令的类型和操作数。 执行指令：根据指令的类型和操作数，CPU 进行相应的运算或数据传送。 写回结果：将运算结果写回到内存或寄存器中。 跳转到下一条指令：根据指令的类型，CPU 决定是否跳转到下一条指令或者执行其他操作。 这是一个大致的过程，实际上 CPU 执行指令的过程更为复杂...
小林图解系统-二.硬件结构 2.1CPU是如何执行程序的？
qq_56047026的博客
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如果一个32位CPU的地址总线是32位，那么该CPU最大寻址能力是4G，及时加了8G大小的物理内存，也还是只能寻址到4G大小的地址，而如果一个64位CPU地址总线是458位，那么该CPU最大寻址能力是2^48，远超过32位CPU最大寻址能力。第一步，CPU读取程序计数器中的值，这个值是指令的内存地址，通过控制单元操作地址总线指定要访问的内存地址，接着通知内存设备准备数据，数据准备好后通过数据总线将指令数据传送给CPU，CPU收到内存传来的数据后，将指令数据存入指令寄存器。
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码上暴富
08-02 2156
之前的文章《揭秘代码是如何变成机器码的》，其中说到，如果从软件的角度来讲，CPU 就是一个执行各种计算机指令（Instruction Code）的逻辑机器。那么这个逻辑机器内部是什么样的呢？
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本文主要介绍以下几个方面的知识; 指令周期的概念：一条指令的执行分为不同的阶段 指令周期中的数据流：不同阶段要求依次访问的数据序列 指令执行方案：如何安排多条指令执行 1.指令周期的概念 （1）指令周期 概念 特点 - 示例： （2）指令周期流程 - 不同机器周期访存的目的 2.指令周期中的数据流 （1）取指周期 （2）间指周期 （3）执行周期 （4）中断周期 3.指令执行方案 ...
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部落阁
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一、CPU指令的执行过程 几乎所有的冯·诺伊曼型计算机的 CPU，其工作都可以分为 5 个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回； 1.取指令阶段 取指令（Instruction Fetch，IF）阶段是将一条指令从主存中取到指令寄存器的过程。 程序计数器 PC 中的数值，用来指示当前指令在主存中的位置。当一条指令被取出后，PC 中的数值将根据指令字长度而自动递增：若为单字长指令，则(PC)+1->PC；若为双字长指令，则(PC)+2->PC，依此类推 2.指令译码阶段 取出指令后
计算机组成原理-中央处理器-CPU指令和数据执行过程
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2.操作控制：一条指令的功能往往是由若干操作信号组成，cpu管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件从而控制这些部件按指令要求进行动作。指令周期通常用若干机器周期来表示，机器周期又叫CPU周期，一个机器周期又包含若干时钟周期(也称节拍、T周期或cpu时钟周期，cpu操作的基本单位)3.时间控制：对各种操作加时间上的控制，时间控制要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。1.指令控制：完成取指令、分析指令和执行指令的操作，即程序的顺序控制。同一时刻只允许2个部件之间进行交换。
cpu是如何执行程序的
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程序就是一条条指令，因此程序的执行过程就是cpu把每一条指令一步一步的执行起来.1、cpu读取程序计数器里的数值，这里面存储的是即将执行的指令的，接着cpu的控制单元操作指定需要访问的内存地址，接着通知内存设备准备好数据，准备好的数据通过将数据传输到里2、（一般是在取值完成后自增，流水线架构）表示指向下一条指令的地址，这个自增的大小由cpu的字长来决定，比如是32位cpu,指令是4字节，需要4个内存地址存放，程序计数器的值就会增加4，同理64位就增加83、
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1、进行各种算数运算2、进行各种逻辑判断。
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计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即取指令-----分析指令-----执行指令。 取指令的任务是：根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。 分析指令阶段的任务是：将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求操作数，则寻找操作数地址。 计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。 一般计算机...
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注意：以上所谈到的指令中的地址码，以及指令本身的地址，均是进程的虚拟地址空间中的地址，在CPU视角只需要对这些虚拟地址进行操作即可，具体物理内存地址在CPU和内存之间有MMU来进行虚拟地址和物理地址的转换（通过PCB内的页表）。通过前面两篇文章的介绍，我们已经认识到了：可执行程序通过作业调度装入内存，操作系统为进程创建虚拟地址空间，分配物理内存，建立页表（映射关系），申请并初始化PCB，开始调度进程。，产生特定指令的控制电位，将其送至微操作控制线路上，在时序部件定时信号的作用下，产生具体的操作控制信号。
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