计算机执行指令的过程

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1、本节主题计算机执行指令的过程北京大学·慕课计算机组成制作人：陆俊林计算机结构的简化模型（模型机）存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑0000xxxxxxxx地址IR0001xxxxxxxx译码器PC0010xxxxxxxxMAR0011xxxxxxxxMDR0100xxxxxxxxMARR0内0101xxxxxxxxMDRRn-1部0110xxxxxxxxY总0111xxxxxxxxX线………..BALUFZ计算机执行一条指令的主要步骤第一步：取指（Fetch）第二步：译码（Decode）第三步：执行（Execute）第

2、四步：回写（Write-back）取指译码执行回写执行指令的示例指令格式：ADDR0,[6]指令功能：通用寄存器R0地址为6的运算结果的内容存储单元的内容更新假设的模型机当前状态存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010101MARMDR001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部010101010101Y总011000000010X线011101010101B………..ALU注1：本例中

3、的数值均为二进制表示FZ注2：“10101010”指代示例中的指令编码第一步取指译码执行回写①控制器将指令的地址送往存储器②存储器按给定的地址读出指令内容，送回控制器第一步：取指（1）存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010101MAR0001MDR001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部010101010101Y总011000000010X线011101010101B………..AL

4、UFZ第一步：取指（2）存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010101MAR0001MDR001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部010101010101Y总011000000010X线011101010101B………..ALUFZ第一步：取指（3）Read存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010

5、101MAR00010001MDR001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部010101010101Y总011000000010X线011101010101B………..ALUFZ第一步：取指（4）Read存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010101MAR00010001MDR001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部010101010

6、10110101010Y总011000000010X线011101010101B………..ALUFZ第一步：取指（5）Read存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010101MAR00010001MDR001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部01010101010110101010Y总011000000010X线011101010101B………..ALUFZ第一步：取指（6）Read存

7、储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR000110101010译码器PC0001001001010101MAR00010001MDR10101010001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部01010101010110101010Y总011000000010X线011101010101B………..ALUFZ第一步：取指（7）存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000001010101地址IR10101010000110101010译码器PC00

8、01001001010101MAR0001MDR10101010001101010101MARR000000011010001010101内MDRRn-1部010101010101Y总011000000010X线011101010101B………..ALUFZ第一步：取指（8）存储器控制控制电路指令译码CPU逻辑000