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  • 一条cpu指令执行过程

    千次阅读 2019-09-16 00:46:55
    计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即指令-----分析指令-----执行指令指令的任务是: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...

    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。

    一般计算机进行工作时,首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和数据总线送入到存储器,然后逐条取出执行。但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中。因而一开机即可执行指令。

     

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  • Coursera:计算机一条指令执行过程

    千次阅读 2019-04-20 21:27:11
    一条指令执行需经过指,译码,执行,回写四个步骤。 指 :PC —》MAR—》地址译码器 同时:CPU控制器通过控制电路的控制总线–》控制逻辑read 然后地址译码器读出PC0001对应的存储单元,10101010 通过MDR数据...

    在这里插入图片描述
    一条指令执行需经过取指,译码,执行,回写四个步骤。

    取指 :PC —》MAR—》地址译码器

    同时:CPU控制器通过控制电路的控制总线–》控制逻辑read

    然后地址译码器读出PC0001对应的存储单元,10101010

    通过MDR数据总线到CPU的MDR中,MDR通过内部总线到IR

    IR通过指令译码读出10101010对应的是 ADD R0 [6]

    R0在寄存器中,[6]的取指过程和PC一样,取出对应的存储单元为00000010

    R0取出的值通过内部总线到运算器的X 即 00000011

    【6】对应 Y 即 00000010 运算器执行加法运算,将结果输出Z ,

    Z通过内部总线将结果更新到R0中,至此,一条指令完成。同时PC会自增1,继续
    执行下一条指令。

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  • 指令执行过程

    万次阅读 多人点赞 2018-10-28 23:25:31
      CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线构成,我们知道运算器是用来完成运算的,而指令的执行就是在控制器中... 指令寄存器(IR):用来暂存指令,当CPU执行指令时,先把它从内存取到缓冲寄存器中,再送入...

      CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线构成,我们知道运算器是用来完成运算的,而指令的执行就是在控制器中完成的。
      而控制器一般又包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑和中断控制逻辑。更准确的说指令的执行是由指令控制逻辑完成的,下面先看一下指令控制逻辑的组成。

    指令控制逻辑的组成

      1. 指令寄存器(IR):用来暂存指令,当CPU执行指令时,先把它从内存取到缓冲寄存器中,再送入IR。然后指令译码器从IR中将指令取出来,进而分析指令。
      2. 程序计数器(PC):记住它保存的总是将要执行的下一条指令的地址即可。
      程序的执行分两种情况:顺序执行和转移执行,如果程序是按顺序执行的,那么程序计数器只需要简单的加1就可以了;但是如果遇到转移指令,下一条指令的地址会根据当前指令的地址加上一个向前或向后的转移位移量得到或者根据转移指令给出的直接转移的地址得到。
      3. 地址寄存器(AR):保存当前CPU所访问的内存单元地址。由于内存和CPU在操作速度上的差异,所以需要用AR保存地址信息,知道内存的读写操作完成为止。
      4. 指令译码器(ID):用来分析指令。指令包括操作码和地址码两部分,指令译码器就是对操作码字段进行分析解释,识别该指令规定的操作,向操作控制器发出控制信号,完成所需功能。

    指令的执行过程

      指令的执行需要完成取指令、分析指令和执行指令的操作,过程分为:取指令、指令译码、按指令操作码执行、形成下一条指令地址等。
      (1)在程序执行之前,会将程序的起始地址送入程序计数器中,该地址在程序加载到内存时确定,所以程序计数器中首先存的是程序第一条指令的地址。将该地址送往地址总线,完成取指操作。
      (2)取来的指令暂存到指令寄存器中。
      (3)指令译码器从指令寄存器中得到指令,分析指令的操作码和地址码。然后 CPU 根据分析的操作码知道该条指令要进行的操作,根据地址码找到需要的数据,完成指令的执行。
      (4)程序计数器加1或根据转移指令得到下一条指令的地址,接下来再进行下一条指令的执行,直到整个程序执行完成。

    后语

      以上只是本人的一点儿粗鄙理解,如果各位发现有什么不对的地方,请原谅我这个小白并请您及时指出,定不胜感激。

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  • 计算机底层执行一条指令过程

    千次阅读 2014-02-21 14:29:30
    计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即指令-----分析指令-----执行指令指令的任务是: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
    1.先是IP指向这条指令->
    指令寄存器
    ;
    
    2.分解指令为 微指令 ,计算机实际只会执行微指令,自己分一下,不记得很清楚了,书的不是有很多吗?

    这是在网上找到的(讲的很清楚,希望有用):
    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。

    一般计算机进行工作时,首先要通过外部设备把程序和数据通过输入接口电路和 数据总线 送入到存储器,然后逐条取出执行。但单片机中的程序一般事先我们都已通过写入器固化在片内或片外程序存储器中。因而一开机即可执行指令。

    下面我们将举个实例来说明指令的执行过程:

    开机时,程序计算器PC变为0000H。然后单片机在 时序电路 作用下自动进入执行程序过程。执行过程实际上就是取出指令(取出存储器中事先存放的指令阶段)和执行指令(分析和执行指令)的循环过程。

    例如执行指令:MOV A,#0E0H,其 机器码 为“74H E0H”,该指令的功能是把操作数E0H送入 累加器

    0000H单元中已存放74H,0001H单元中已存放E0H。当单片机开始运行时,首先是进入取指阶段,其次序是:
    1 程序计数器的内容(这时是0000H)送到地址寄存器;

    2 程序计数器的内容自动加1(变为0001H);

    3 地址寄存器的内容(0000H)通过内部 地址总线 送到存储器,以存储器中地址译码电跟,使地址为0000H的单元被选中;

    4 CPU使读控制线有效;

    5 在读命令控制下被选中存储器单元的内容(此时应为74H)送到内部数据总线上,因为是取指阶段,所以该内容通过数据总线被送到指令寄存器。至此,取指阶段完成,进入译码分析和执行指令阶段。
    由于本次进入指令寄存器中的内容是74H(操作码),以 译码器 译码后单片机就会知道该指令是要将一个数送到A累加器,而该数是在这个代码的下一个 存储单元 。所以,执行该指令还必须把数据(E0H)从存储器中取出送到CPU,即还要在存储器中取第二个字节。其过程与取指阶段很相似,只是此时PC已为0001H。 指令译码器 结合时序部件,产生74H操作码的微操作系列,使数字E0H从0001H单元取出。因为指令是要求把取得的数送到A累加器,所以取出的数字经内部数据总线进入A累加器,而不是进入指令寄存器。至此,一条指令的执行完毕。单片机中PC="0002H",PC在CPU每次向存储器取指或取数时自动加1,单片机又进入下一取指阶段。这一过程一直重复下去,直至收到暂停指令或循环等待指令暂停。CPU就是这样一条一条地执行指令,完成所有规定的功能。
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    单片机的指令执行过程 ...计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。即指令-----分析指令-----执行指令。  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。
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空空如也

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