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数据通路:指令+运算=CPU_从寄存器读取指令操作数的时序

从寄存器读取指令操作数的时序

三大周期

指令周期

计算机每执行一条指令的过程,可分解为这几个步骤。

  1. Fetch(取得指令),从 PC 寄存器里找到对应的指令地址,根据指令地址从内存里把具体的指令,加载到指令寄存器中,然后把 PC寄存器自增,好在未来执行下一条指令。
  2. Decode(指令译码),也就是根据指令寄存器里面的指令,解析成要进行什么样的操作,是 RIJ 中的哪一种指令,具体要操作哪些寄存器、数据或者内存地址。
  3. Execute(执行指令),也就是实际运行对应的 R、I、J 这些特定的指令,进行算术逻辑操作数据传输或者直接的地址跳转
  4. 重复进行 1~3 的步骤。其实就是一个永不停歇的“Fetch - Decode - Execute”的循环,我们把这个循环称之为 指令周期(Instruction Cycle)

指令周期

指令周期(Instruction Cycle)

  在取指令的阶段,我们的指令是放在存储器里的,实际上,通过 PC 寄存器和指令寄存器取出指令的过程,是由控制器(Control Unit)操作的。指令的解码过程,也是由控制器进行的。一旦到了执行指令阶段,无论是进行算术操作、逻辑操作的 R 型指令,还是进行数据传输、条件分支的I型指令,都是由算术逻辑单元(ALU)操作的,也就是由运算器处理的。不过,如果是一个简单的无条件地址跳转,那么我们可以直接在控制器里面完成,不需要用到运算器。

在这里插入图片描述

不同步骤在不同组件之内完成

机器周期

Machine Cycle,机器周期也称CPU周期。CPU内部的操作速度很快,但是访问内存的速度却要慢很多。每一条指令都需要从内存里面加载而来,所以一般

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