cpu指令怎么運行

　　大家知道cpu的指令是如何運行的嗎?下面是學習啦小編為你整理相關的內容，希望大家喜歡!

　　cpu指令運行說明一

　　計算機每執(zhí)行一條指令都可分為三個階段進行。即取指令-----分析指令-----執(zhí)行指令。

　　取指令的任務是：根據(jù)程序計數(shù)器PC中的值從程序存儲器讀出現(xiàn)行指令，送到指令寄存器。

　　分析指令階段的任務是：將指令寄存器中的指令操作碼取出后進行譯碼，分析其指令性質。如指令要求操作數(shù)，則尋找操作數(shù)地址。

　　計算機執(zhí)行程序的過程實際上就是逐條指令地重復上述操作過程，直至遇到停機指令可循環(huán)等待指令。

　　一般計算機進行工作時，首先要通過外部設備把程序和數(shù)據(jù)通過輸入接口電路和數(shù)據(jù)總線送入到存儲器，然后逐條取出執(zhí)行。但單片機中的程序一般事先我們都已通過寫入器固化在片內或片外程序存儲器中。因而一開機即可執(zhí)行指令。

　　下面我們將舉個實例來說明指令的執(zhí)行過程：

　　開機時，程序計算器PC變?yōu)?000H。然后單片機在時序電路作用下自動進入執(zhí)行程序過程。執(zhí)行過程實際上就是取出指令(取出存儲器中事先存放的指令階段)和執(zhí)行指令(分析和執(zhí)行指令)的循環(huán)過程。

　　例如執(zhí)行指令：MOV A,#0E0H，其機器碼為“74H E0H”，該指令的功能是把操作數(shù)E0H送入累加器，

　　0000H單元中已存放74H，0001H單元中已存放E0H。當單片機開始運行時，首先是進入取指階段，其次序是：

　　1 程序計數(shù)器的內容(這時是0000H)送到地址寄存器;

　　2 程序計數(shù)器的內容自動加1(變?yōu)?001H);

　　3 地址寄存器的內容(0000H)通過內部地址總線送到存儲器，以存儲器中地址譯碼電跟，使地址為0000H的單元被選中;

　　4 CPU使讀控制線有效;

　　5 在讀命令控制下被選中存儲器單元的內容(此時應為74H)送到內部數(shù)據(jù)總線上，因為是取指階段，所以該內容通過數(shù)據(jù)總線被送到指令寄存器。至此，取指階段完成，進入譯碼分析和執(zhí)行指令階段。

　　由于本次進入指令寄存器中的內容是74H(操作碼)，以譯碼器譯碼后單片機就會知道該指令是要將一個數(shù)送到A累加器，而該數(shù)是在這個代碼的下一個存儲單元。所以，執(zhí)行該指令還必須把數(shù)據(jù)(E0H)從存儲器中取出送到CPU，即還要在存儲器中取第二個字節(jié)。其過程與取指階段很相似，只是此時PC已為0001H。指令譯碼器結合時序部件，產(chǎn)生74H操作碼的微操作系列，使數(shù)字E0H從0001H單元取出。因為指令是要求把取得的數(shù)送到A累加器，所以取出的數(shù)字經(jīng)內部數(shù)據(jù)總線進入A累加器，而不是進入指令寄存器。至此，一條指令的執(zhí)行完畢。單片機中PC="0002H"，PC在CPU每次向存儲器取指或取數(shù)時自動加1，單片機又進入下一取指階段。這一過程一直重復下去，直至收到暫停指令或循環(huán)等待指令暫停。CPU就是這樣一條一條地執(zhí)行指令，完成所有規(guī)定

　　cpu指令運行說明二

　　首先，CPU的內部結構可以分為控制單元，邏輯運算單元和存儲單元(包括內部總線及緩沖器)三大部分。CPU的工作原理就像一個工廠對產(chǎn)品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令)，經(jīng)過物資分配部門(控制單元)的調度分配，被送往生產(chǎn)線(邏輯運算單元)，生產(chǎn)出成品(處理后的數(shù)據(jù))后，再存儲在倉庫(存儲單元)中

　　最后等著拿到市場上去賣(交由應用程序使用)。在這個過程中，我們注意到從控制單元開始，CPU就開始了正式的工作，中間的過程是通過邏輯運算單元來進行運算處理，交到存儲單元代表工作的結束。 我們知道，數(shù)據(jù)從輸入設備流經(jīng)內存，等待CPU的處理，這些將要處理的信息是按字節(jié)存儲的，也就是以8位二進制數(shù)或8比特為1個單元存儲，這些信息可以是數(shù)據(jù)或指令。數(shù)據(jù)可以是二進制表示的字符、數(shù)字或顏色等等。而指令告訴CPU對數(shù)據(jù)執(zhí)行哪些操作，比如完成加法、減法或移位運算。 我們假設在內存中的數(shù)據(jù)是最簡單的原始數(shù)據(jù)。首先，指令指針(InstructionPointer)會通知CPU，將要執(zhí)行的指令放置在內存中的存儲位置。

　　因為內存中的每個存儲單元都有編號(稱為地址)，可以根據(jù)這些地址把數(shù)據(jù)取出，通過地址總線送到控制單元中，指令譯碼器從指令寄存器IR中拿來指令，翻譯成CPU可以執(zhí)行的形式，然后決定完成該指令需要哪些必要的操作，它將告訴算術邏輯單元(ALU)什么時候計算，告訴指令讀取器什么時候獲取數(shù)值，告訴指令譯碼器什么時候翻譯指令等等。

　　假如數(shù)據(jù)被送往算術邏輯單元，數(shù)據(jù)將會執(zhí)行指令中規(guī)定的算術運算和其他各種運算。當數(shù)據(jù)處理完畢后，將回到寄存器中，通過不同的指令將數(shù)據(jù)繼續(xù)運行或者通過DB總線送到數(shù)據(jù)緩存器中。 基本上，CPU就是這樣去執(zhí)行讀出數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和往內存寫數(shù)據(jù)3項基本工作。

　　但在通常情況下，一條指令可以包含按明確順序執(zhí)行的許多操作，CPU的工作就是執(zhí)行這些指令，完成一條指令后，CPU的控制單元又將告訴指令讀取器從內存中讀取下一條指令來執(zhí)行。這個過程不斷快速地重復，快速地執(zhí)行一條又一條指令，產(chǎn)生你在顯示器上所看到的結果。我們很容易想到，在處理這么多指令和數(shù)據(jù)的同時，由于數(shù)據(jù)轉移時差和CPU處理時差，肯定會出現(xiàn)混亂處理的情況。為了保證每個操作準時發(fā)生，CPU需要一個時鐘，時鐘控制著CPU所執(zhí)行的每一個動作。時鐘就像一個節(jié)拍器，它不停地發(fā)出脈沖，決定CPU的步調和處理時間，這就是我們所熟悉的CPU的標稱速度，也稱為主頻。主頻數(shù)值越高，表明CPU的工作速度越快。