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计算机中运行程序的三个步骤依次是什么

原创2022-07-20 15:33:00853 关注公众号:每天精选资源文章推送

计算机中运行程序的三个步骤依次是:1、取指令阶段,指令缓存中取出相关指令并把指令送到指令寄存器;2、译码阶段,把指令送到指令译码器中译码,指令译码器发出控制信号,同时程序计数器加1指向下一条指令;3、执行阶段,把数据装载到寄存器,记录运算状态,有进位或者溢出则记录到状态寄存器中,之后通过片内总线送出运算结果。

本教程操作环境:windows10系统、DELL G3电脑。

计算机中运行程序的三个步骤依次是什么

取指令、译码、执行

每一个步骤的详细操作如下

取指令阶段:

1、指令缓存中取出相关指令

2、把指令送到指令寄存器

分析指令:

1、把指令送到指令译码器中译码

2、指令译码器发出控制信号,同时程序计数器加1指向下一条指令

指向指令:

1、把数据装载到寄存器

2、ALU处理数据

3、记录运算状态,有进位或者溢出则记录到状态寄存器中

4、通过片内总线送出运算结果

扩展知识

CPU的流水线设计

上述流程是指令执行过程的一般操作,上方演示基本覆盖了指令执行过程的各个步骤。

在指令执行过程有一个问题,当需要取指令以及分析指令的时候主要是由控制器工作的,在执行指令的时候主要是运算器工作。也就是运算器和控制器不能同时工作,导致CPU综合利用率不高,因此需要改进指令执行过程,来提高CPU的综合利用率,改进方式就是流水线设计。

CPU的流水线设计类似工厂的装配线,工厂的装配线使得多个产品可以同时被加工。在同一时刻,不同的产品均位于不同的加工阶段。

在没有应用流水线设计时,计算机指令是串行执行的:

47.png

使用了流水线设计,计算机指令则像下图一样是并行执行的:

48.png

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