指令周期
定义
指令周期是计算机执行一条指令所经历的整个过程,从取出指令到完成指令执行,包括所有的步骤和阶段。每条指令的执行都需要经历若干个固定的步骤,这些步骤构成了指令周期。
组成部分
1.取指周期(Fetch Cycle)
从内存中取出指令。
2.译码周期(Decode Cycle)
将取出的指令译码,以确定操作类型和操作数。
3.间址周期(Indirect Cycle)
如果指令使用间接地址方式,需要访问内存获取实际操作数地址。
4.执行周期(Execute Cycle)
执行指令所规定的操作。
5.中断周期
中断周期是指计算机在执行过程中遇到中断请求时,保存当前执行状态,转移到中断服务程序处理中断,完成后恢复原来执行状态的过程。
6.存储周期(Memory Access Cycle)
如果指令需要,对存储器进行读/写操作。
7.写回周期(Write-back Cycle)
将结果写回到寄存器或内存中。
结构形式
1.非流水线结构
各步骤顺序执行,一次处理一条指令。
2.流水线结构
将指令周期的各步骤重叠执行,提高指令处理效率。
分类
1.RISC(精简指令集计算机)
指令周期通常较短,指令集简单。
2.CISC(复杂指令集计算机)
指令周期较长,指令集复杂。
特征
1.阶段性:指令周期由若干固定阶段组成。
2.数据流动:数据在指令周期内在CPU和内存之间传递。
3.控制信号:控制单元生成的控制信号指示各阶段的操作。
使用方法
目的
通过描述指令周期,理解CPU内部指令执行过程,提高程序设计和优化能力。
基本原理
周期
定义
指令周期是计算机执行一条指令所经历的整个过程,从取出指令到完成指令执行,包括所有的步骤和阶段。每条指令的执行都需要经历若干个固定的步骤,这些步骤构成了指令周期。
组成部分
1.取指周期(Fetch Cycle)
从内存中取出指令。
2.译码周期(Decode Cycle)
将取出的指令译码,以确定操作类型和操作数。
3.间址周期(Indirect Cycle)
如果指令使用间接地址方式,需要访问内存获取实际操作数地址。
4.执行周期(Execute Cycle)
执行指令所规定的操作。
5.中断周期
中断周期是指计算机在执行过程中遇到中断请求时,保存当前执行状态,转移到中断服务程序处理中断,完成后恢复原来执行状态的过程。
6.存储周期(Memory Access Cycle)
如果指令需要,对存储器进行读/写操作。
7.写回周期(Write-back Cycle)
将结果写回到寄存器或内存中。
结构形式
1.非流水线结构
各步骤顺序执行,一次处理一条指令。
2.流水线结构
将指令周期的各步骤重叠执行,提高指令处理效率。
分类
1.RISC(精简指令集计算机)
指令周期通常较短,指令集简单。
2.CISC(复杂指令集计算机)
指令周期较长,指令集复杂。
特征
1.阶段性:指令周期由若干固定阶段组成。
2.数据流动:数据在指令周期内在CPU和内存之间传递。
3.控制信号:控制单元生成的控制信号指示各阶段的操作。
使用方法
目的
通过描述指令周期,理解CPU内部指令执行过程,提高程序设计和优化能力。
基本原理
# 指令周期
定义
指令周期是计算机执行一条指令所经历的整个过程,从取出指令到完成指令执行,包括所有的步骤和阶段。每条指令的执行都需要经历若干个固定的步骤,这些步骤构成了指令周期。
组成部分
1.取指周期(Fetch Cycle)
从内存中取出指令。
2.译码周期(Decode Cycle)
将取出的指令译码,以确定操作类型和操作数。
3.间址周期(Indirect Cycle)
如果指令使用间接地址方式,需要访问内存获取实际操作数地址。
4.执行周期(Execute Cycle)
执行指令所规定的操作。
5.中断周期
中断周期是指计算机在执行过程中遇到中断请求时,保存当前执行状态,转移到中断服务程序处理中断,完成后恢复原来执行状态的过程。
6.存储周期(Memory Access Cycle)
如果指令需要,对存储器进行读/写操作。
7.写回周期(Write-back Cycle)
将结果写回到寄存器或内存中。
结构形式
1.非流水线结构
各步骤顺序执行,一次处理一条指令。
2.流水线结构
将指令周期的各步骤重叠执行,提高指令处理效率。
分类
1.RISC(精简指令集计算机)
指令周期通常较短,指令集简单。
2.CISC(复杂指令集计算机)
指令周期较长,指令集复杂。
特征
1.阶段性:指令周期由若干固定阶段组成。
2.数据流动:数据在指令周期内在CPU和内存之间传递。
3.控制信号:控制单元生成的控制信号指示各阶段的操作。
使用方法
目的
通过描述指令周期,理解CPU内部指令执行过程,提高程序设计和优化能力。
基本原理
周期
定义
指令周期是计算机执行一条指令所经历的整个过程,从取出指令到完成指令执行,包括所有的步骤和阶段。每条指令的执行都需要经历若干个固定的步骤,这些步骤构成了指令周期。
组成部分
1.取指周期(Fetch Cycle)
从内存中取出指令。
2.译码周期(Decode Cycle)
将取出的指令译码,以确定操作类型和操作数。
3.间址周期(Indirect Cycle)
如果指令使用间接地址方式,需要访问内存获取实际操作数地址。
4.执行周期(Execute Cycle)
执行指令所规定的操作。
5.中断周期
中断周期是指计算机在执行过程中遇到中断请求时,保存当前执行状态,转移到中断服务程序处理中断,完成后恢复原来执行状态的过程。
6.存储周期(Memory Access Cycle)
如果指令需要,对存储器进行读/写操作。
7.写回周期(Write-back Cycle)
将结果写回到寄存器或内存中。
结构形式
1.非流水线结构
各步骤顺序执行,一次处理一条指令。
2.流水线结构
将指令周期的各步骤重叠执行,提高指令处理效率。
分类
1.RISC(精简指令集计算机)
指令周期通常较短,指令集简单。
2.CISC(复杂指令集计算机)
指令周期较长,指令集复杂。
特征
1.阶段性:指令周期由若干固定阶段组成。
2.数据流动:数据在指令周期内在CPU和内存之间传递。
3.控制信号:控制单元生成的控制信号指示各阶段的操作。
使用方法
目的
通过描述指令周期,理解CPU内部指令执行过程,提高程序设计和优化能力。