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简要说明计算机执行一条指令的基本操作。

发布时间:2019-08-11 10:40 来源:未知 编辑:admin

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  通常一条指令对应着一种基本操作。一个计算机能执行什么样的指令,有多少条指令,这是由设计人员在设计计算机时决定的。计算机所能直接执行的全部指令,就是计算机的指令系统。

  以二进制编码表示的指令叫机器指令,它通常包括操作码和操作数两大部分,操作码表示计算机执行什么操作,操作数指明参加操作的数的本身或操作数所在的地址。

  因为计算机只认识二进制数,所以计算机指令系统中的所有指令都必须以二进制编码的形式来表示。

  一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为一个指令周期,指令周期越短,指令执行越快。通常所说的CPU主频或工作频率,就反映了指令执行周期的长短。

  按照冯·诺伊曼的存储程序思想,利用计算机解题首先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(即程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存储器中,计算机运行时,依次从内存中取出一条条指令;

  控制器对指令进行分析判断,按照指令要求,发出不同的控制信号,在控制器的指挥下完成规定的操作,直到完成全部操作为止。计算机的工作原理可以概括为存储程序和程序控制。

  计算机在运行时,CPU从内存读出一条指令到CPU内执行,指令执行完,再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、分析指令、执行指令,这就是程序的执行过程。

  推荐于2017-11-25展开全部通常,一条指令的执行分为取指令阶段、分析及取数阶段和执行阶段3个过程。

  取指令阶段完成将现行指令从内存中取出来并送到指令寄存器中,具体操作为:首先,将程序计数器PC中的内容通过地址总线送至内存地址寄存器;第二,向仙存发读命令;第三,从内存中取出的指令经数据寄存器、数据总线送到指令寄存器中;第四,将PC的内容递增,为取下一条指令做好准备。

  取出指令后,机器立即进入分析及取数阶段,指令译码器ID可识别和区分不同的指令类型及各种获取操作数的方法。由于各条指令功能不同,寻址方式也不同,所以分析及取数阶段的操作是不同的。

  (1)指令预取部件向指令快存提取一条指令,若快存中没有,则向总线接口部件发出请求,要求访问存储器,取得一条指令;

  (2)总线接口部件在总线空闲时,通过总线从存储器中取出一条指令,放入快存和指令预取部件;

  (3)指令译码部件从指令预取部件中取得该指令,并把它翻译成起控制作用的微码;

  (4)地址转换与管理部件负责计算出该指令所使用的操作数的有效物理地址,需要时,请求总线接口部件,通过总线从存储器中取得该操作数;

  (5)执行单元按照指令操作码的要求,对操作数完成规定的运算处理,并根据运算结果修改或设置处理器的一些状态标志;

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