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phase 1:fetch:从内存或缓存中读取一条指令,放入指令寄存器;指定内存位置。程序计数器保存一个标识程序位置的值。
第二阶段:译码:cpu根据取来的指令决定自己的执行行为。在解码阶段,指令被分解成有意义的片段。数值根据cpu的指令集解释成指令。指令值的一部分是操作码,指示要执行哪些操作。其他值通常为指令提供必要的信息,例如加法运算的目标。
第三阶段:执行:在执行阶段,它连接到各种能够执行所需操作的cpu组件。例如,如果需要加法运算,alu 将连接到一组输入和一组输出。输入提供要相加的值,输出将包含求和的结果。如果加法运算产生的结果太大,cpu 无法处理,则可以在标志寄存器中设置运算溢出标志。
第四阶段:回写:简单地将执行阶段的结果以一定的格式回写。运算结果往往写入cpu内部的暂存器,供后续指令快速存取。在其他情况下,计算结果可能会写入速度较慢但容量更大且成本更低的主内存。某些类型的指令在不直接产生结果的情况下操纵程序计数器。这些通常称为“跳转”,并在程序中产生循环行为、条件执行和功能。
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