CPU工作的五个阶段分别是什么?

如题所述

中央处理器(CPU)工作都可以分为5个阶段:取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回。

1、取指令阶段,取指令(Instruction Fetch,IF)阶段是将一条指令从主存中取到指令寄存器的过程。

2.指令译码阶段,取出指令后,计算机立即进入指令译码(Instruction Decode,ID)阶段。在指令译码阶段,指令译码器按照预定的指令格式,对取回的指令进行拆分和解释,识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的方法。

3、执行指令阶段,在取指令和指令译码阶段之后,接着进入执行指令(Execute,EX)阶段。此阶段的任务是完成指令所规定的各种操作,具体实现指令的功能。为此,CPU的不同部分被连接起来,以执行所需的操作。

4、访存取数阶段,根据指令需要,有可能要访问主存,读取操作数,这样就进入了访存取数(Memory,MEM)阶段。此阶段的任务是:根据指令地址码,得到操作数在主存中的地址,并从主存中读取该操作数用于运算。

5、结果写回阶段,结果写回(Writeback,WB)阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式:结果数据经常被写到CPU的内部寄存器中,以便被后续的指令快速地存取。在指令执行完毕、结果数据写回之后,若无意外事件(如结果溢出等)发生,计算机就接着从程序计数器PC中取得下一条指令地址,开始新一轮的循环,下一个指令周期将顺序取出下一条指令。

扩展资料

最早的计算机器仅内含固定用途的程序。现代的某些计算机依然维持这样的设计方式,通常是为了简化或教育目的。例如一个计算器仅有固定的数学计算程序,它不能拿来当作文书处理软件,更不能拿来玩游戏。若想要改变此机器的程序,你必须更改线路、更改结构甚至重新设计此机器。当然最早的计算机并没有设计成那种可编程化。当时所谓的“重写程序”很可能指的是纸笔设计程序步骤,接着制订工程细节,再施工将机器的电路配线或结构改变。

而储存程序型电脑的概念改变了这一切。借由创造一组指令集结构,并将所谓的运算转化成一串程序指令的执行细节,让此机器更有弹性。接着将指令当成一种特别型态的静态资料,一台储存程序型电脑可轻易改变其程序,并在程控下改变其运算内容。

参考资料:百度百科-普林斯顿结构

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第1个回答  2023-09-21
CPU工作的五个阶段分别是取指令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数阶段和结果写回阶段。
1. 取指令阶段是将一条指令从主存储器中取到指令寄存器的过程,程序计数器中的数值用来指示当前指令在主存中的位置,当一条指令被取出后,程序计数器中的数值将根据指令字长度自动递增。
2. 指令译码阶段是取出指令后,指令译码器按照预定的指令格式,对取回的指令进行拆分和解释,识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的方法。现代CISC处理器会将拆分以提高并行率和效率。
3. 执行指令阶段是具体实现指令的功能,CPU的不同部分被连接起来,以执行所需的操作。
4. 访存取数阶段是根据指令需要访问主存、读取操作数,CPU得到操作数在主存中的地址,并从主存中读取该操作数用于运算。
5. 结果写回阶段是在指令执行完毕、结果数据写回之后,若无意外事件(如结果溢出等)发生,计算机就从程序计数器中取得下一条指令地址,开始新一轮的循环,下一个指令周期将顺序取出下一条指令。
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