Chaque fois que le CPU exécute quelque chose, il effectue une opération de base

Chaque fois que le CPU exécute une « instruction », il effectue une opération ou un jugement de base. Dans la CPU, l'exécution d'une instruction comprend trois étapes : la récupération de l'instruction, l'analyse et l'exécution. Par conséquent, l'exécution d'une instruction achèvera une opération ou un jugement de base.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 7, ordinateur Dell G3.

Le CPU termine les opérations de base en exécutant des "instructions". Chaque fois que le processeur de l'ordinateur exécute une « instruction », il effectue une opération ou un jugement de base. Dans le CPU, l'exécution d'une instruction comprend trois étapes : la récupération, l'analyse et l'exécution. Par conséquent, l'exécution d'une instruction complètera une opération ou un jugement de base.

L'unité centrale de traitement (CPU) est l'un des principaux dispositifs des ordinateurs électroniques et le composant principal des ordinateurs. Sa fonction est principalement d'interpréter les instructions informatiques et de traiter les données dans les logiciels informatiques. Le processeur est le composant central de l'ordinateur qui lit les instructions, les décode et les exécute. L'unité centrale de traitement se compose principalement de deux parties, à savoir le contrôleur et l'unité arithmétique, qui comprennent également la mémoire cache et le bus de données et de contrôle qui réalisent la connexion entre elles. Les trois composants principaux d'un ordinateur électronique sont le processeur, la mémoire interne et les périphériques d'entrée/sortie. Les principales fonctions de l'unité centrale de traitement sont de traiter les instructions, d'effectuer des opérations, de contrôler le temps et de traiter les données.

Dans l'architecture informatique, le processeur est l'unité matérielle de base qui contrôle et alloue toutes les ressources matérielles de l'ordinateur (telles que la mémoire, les unités d'entrée et de sortie) et effectue les opérations générales. Le CPU est le cœur de calcul et de contrôle de l’ordinateur. Les opérations de toutes les couches logicielles du système informatique seront éventuellement mappées aux opérations du processeur via le jeu d'instructions.

Comment fonctionne le processeur

L'architecture Von Neumann est le fondement des ordinateurs modernes. Dans cette architecture, les programmes et les données sont stockés de manière uniforme. Les instructions et les données doivent être accessibles à partir du même espace de stockage et transmises via le même bus, et ne peuvent pas être exécutées de manière superposée. Selon le système de von Neumann, le travail du processeur est divisé en cinq étapes suivantes : étape de récupération des instructions, étape de décodage des instructions, étape d'exécution des instructions, accès à la mémoire et écriture du résultat.

La récupération d'instructions (IF, instruction fetch) est le processus de récupération d'une instruction de la mémoire principale vers le registre d'instructions. La valeur dans le compteur de programme indique l'emplacement de l'instruction en cours dans la mémoire principale. Lorsqu'une instruction est récupérée, la valeur dans le PC sera automatiquement incrémentée en fonction de la longueur du mot d'instruction.

Étape de décodage de l'instruction (ID, décodage de l'instruction), après avoir récupéré l'instruction, le décodeur d'instruction divise et interprète l'instruction récupérée selon le format d'instruction prédéterminé, et identifie et distingue différentes catégories d'instructions et diverses méthodes d'obtention d'opérandes. .

Phase d'instruction d'exécution (EX, exécuter), réalisant spécifiquement la fonction de l'instruction. Différentes parties du CPU sont connectées pour effectuer les opérations requises.

Phase d'accès et d'accès (MEM, mémoire), selon les besoins de l'instruction pour accéder à la mémoire principale et lire l'opérande. Le CPU obtient l'adresse de l'opérande dans la mémoire principale et lit l'opérande dans la mémoire principale. mémoire Utilisée pour les opérations. Certaines instructions ne nécessitent pas d'accès à la mémoire principale, cette étape peut donc être ignorée.

Étape de réécriture du résultat (WB, réécriture), en tant que dernière étape, l'étape de réécriture du résultat "réécrit" les données de résultat en cours d'exécution de l'étape d'instruction d'exécution sur une forme de stockage. Les données de résultat sont généralement écrites dans le registre interne de la CPU afin qu'elles soient rapidement accessibles par les instructions suivantes ; de nombreuses instructions modifient également l'état des bits d'indicateur dans le registre des mots d'état du programme. Ces bits d'indicateur marquent différents résultats d'opération et peuvent. être utilisé pour affecter les actions du programme.

Une fois l'instruction exécutée et les données de résultat réécrites, si aucun événement inattendu (tel qu'un débordement de résultat, etc.) ne se produit, l'ordinateur obtiendra l'adresse de l'instruction suivante à partir du compteur du programme et démarrera une nouvelle cycle. Le cycle d’instruction récupérera l’instruction suivante séquentiellement.

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