从汇编语言角度理解 指令的取(fetch)，解码(decode)，执行(execute)周期

本文仅是我复习时，根据YouTube讲解视频整理出的内容，如有不足请指出

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实现的内容

高级语言 Z = X + Y
X = 2， Y = 3
假设使用的机器有16位，6位用于表示操作(LOAD, ADD, STORE)，10位用于表示操作数在主存中的地址

1.1 Fetch firsrt instruction 取第一个指令(LOAD)

• PC(Program Counter)中记录下一个要执行的指令的地址，此时是100
• PC中的地址传送到MAR(Memory Address Register)
  
• MAR通过地址总线(Address Bus)将指令地址发送到主存(Main Memory)中
• 主存通过数据总线(Data Bus)，将主存(地址100)的内容传送到MDR(Memory Data Register)
• MDR再将其中的内容传送到 CIR(Current Instruction Register)
• 取指令结束后PC+1，PC存储下一个执行指令的地址
  

1.2 Decode fisrt instruction 解码第一个指令

• CU(Control Unit) open various pathways
  

1.3 Execute first instruction 执行第一个指令

• 根据指令后10位可只操作数在主存存中的地址是10
• 将主存地址10中的data传送到MDR
• MDR将data传送到累加器(Accumulator)
  

2.1 Fetch second instruction（ADD）

同第一个指令的fetch和decode过程，execute稍有不同

2.2 Decode second instruction

同第一个指令

2.3 Execute second instruction

• CU执行Add，将累加器中的data(X=2)传送到ALU(Arithmetic Logic Unit)
  操作同取第一个操作数
  此时累加器中即是第二个操作数(Y=2)
  
• ALU计算X和Y相加的结果Z并传送到累加器
  

3.1 Fetch third instruction(STORE)

3.2 Decode third instruction

3.3 Execute third instruction

• 将累加器中的data(Z=5)通过MDR储存到主存地址12