简述CPU执行一条指令的过程

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)+1àPC；若为双字长指令，则(PC)+2àPC，依此类推。

2．指令译码阶段

取出指令后，计算机立即进入指令译码（Instruction Decode，ID）阶段。

在指令译码阶段，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别区分出不同的指令类别以及各种获取 *** 作数的方法。

在组合逻辑控制的计算机中，指令译码器对不同的指令 *** 作码产生不同的控制电位，以形成不同的微 *** 作序列；在微程序控制的计算机中，指令译码器用指令 *** 作码来找到执行该指令的微程序的入口，并从此入口开始执行。

3．执行指令阶段

在取指令和指令译码阶段之后，接着进入执行指令（Execute，EX）阶段。

此阶段的任务是完成指令所规定的各种 *** 作，具体实现指令的功能。为此，CPU的不同部分被连接起来，以执行所需的 *** 作。

4．访存取数阶段

根据指令需要，有可能要访问主存，读取 *** 作数，这样就进入了访存取数（Memory，MEM）阶段。

此阶段的任务是：根据指令地址码，得到 *** 作数在主存中的地址，并从主存中读取该 *** 作数用于运算。

5．结果写回阶段

作为最后一个阶段，结果写回（Write Back，WB）阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式：

结果数据经常被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取；

在有些情况下，结果数据也可被写入相对较慢、但较廉价且容量较大的主存。许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的 *** 作结果，可被用来影响程序的动作。

在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就接着从程序计数器PC中取得下一条指令地址，开始新一轮的循环，下一个指令周期将顺序取出下一条指令。

扩展资料：

指令的执行过程例子：

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 *** 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；

4CPU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（ *** 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 *** 作码的微 *** 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。

参考资料：

CPU-百度百科

差不多全忘记了，比如上面这位同志的这个例子ADD R1,R2 ;R1,R2字节数,这条指令已经在内存将要执行了;1先是IP指向这条指令->指令寄存器;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 *** 作码取出后进行译码，分析其指令性质。如指令要求 *** 作数，则寻找 *** 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 *** 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 *** 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（ *** 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 *** 作码的微 *** 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。

取指令、分析指令、执行指令、取下一条指令。

1、首先是取指令和分析指令。按照程序规定的次序，从内存储器取出当前执行的指令。

2、送到控制器的指令寄存器中，对所取的指令进行分析，即根据指令中的 *** 作码确定计算机应进行什么 *** 作。

3、根据指令分析结果，由控制器发出完成 *** 作所需的一系列控制电位，以便指挥计算机有关部件完成这一 *** 作。

4、为下一条取指令作好准备。

设指令2113由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期均为5261t，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行10条指令，则共需时间12t。

通常一条指令对应着一种基本 *** 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 *** 作码和 *** 作数两大部分， *** 作码表示计算机执行什么 *** 作， *** 作数指明参加 *** 作的数的本身或 *** 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。

扩展资料：

JSP指令

指令(directive)向容器提供关于JSP页面的总体信息。在JSP页面中，指令是以<%@开头，以%>结束的标签。指令有三种类型：page指令、include指令和taglib指令。

三种指令的语法格式如下：

(1)<%@ page attribute-list %>

(2)<%@ include attribute-list %>

(3)<%@ taglib attribute-list %>

在上面的指令标签中，attribute-list表示一个或多个针对指令的属性/值对，多个属性之间用空格分隔。

1、page指令

page指令通知容器关于JSP页面的总体特性。例如，下面的page指令通知容器页面输出的内容类型和使用的字符集。

<%@ page contentType="text/html ;charset = gb2312" %>

2、 include指令

include指令实现把另一个文件(HTML、JSP等）的内容包含到当前页面中。下面是include指令的一个例子：

<%@ include file="copyrighthtml" %>

3、taglib指令

taglib指令用来指定在JSP页面中使用标准标签或自定义标签的前缀与标签库的RUI，下面是taglib指令的例子：

<%@ taglib prefix="demo" uri="/WEB-INF/mytaglibtld" %>

参考资料：

百度百科-计算机指令

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