cpuは「命令」を実行するたびに、基本的な演算や判断を完了します。 CPUでは命令の実行は命令フェッチ、解析、実行の3段階で構成されており、命令を実行することで基本的な演算や判断が完了します。
#このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。
cpuは「命令」を実行することで基本的な動作を完了します。 コンピュータのCPUは「命令」を実行するたびに、基本的な動作や判断を完了します。 CPU では、命令の実行は命令フェッチ、解析、実行の 3 つのステップで構成されており、命令を実行するだけで 1 つの基本的な演算または判断が完了します。
中央処理装置 (CPU) は、電子コンピュータの主要なデバイスの 1 つであり、コンピュータの核となるコンポーネントです。その機能は主に、コンピュータの命令を解釈し、コンピュータ ソフトウェアでデータを処理することです。 CPU は、命令を読み取り、デコードし、実行するコンピューターの中核コンポーネントです。中央処理装置は主にコントローラと演算装置の 2 つの部分で構成され、これらの部分にはキャッシュ メモリとそれらの間の接続を実現するデータおよび制御バスも含まれます。電子コンピュータの 3 つのコア コンポーネントは、CPU、内部メモリ、および入出力デバイスです。中央処理装置の主な機能は、命令の処理、演算の実行、時間の制御、およびデータの処理です。
コンピュータ アーキテクチャにおいて、CPU は、コンピュータのすべてのハードウェア リソース (メモリ、入出力ユニットなど) を制御および割り当て、一般的な操作を実行するコア ハードウェア ユニットです。 CPU はコンピュータの計算および制御のコアです。コンピュータ システム内のすべてのソフトウェア層の動作は、最終的には命令セットを通じて CPU 動作にマッピングされます。
CPU の仕組み
フォン ノイマン アーキテクチャは、現代のコンピューターの基礎です。このアーキテクチャでは、プログラムとデータは均一に格納され、命令とデータは同じ記憶空間からアクセスされ、同じバスを介して送信される必要があり、重複して実行することはできません。フォン ノイマン システムによれば、CPU の作業は、命令フェッチ ステージ、命令デコード ステージ、命令実行ステージ、メモリ アクセス、および結果のライト バックの 5 つのステージに分割されます。
命令フェッチ (IF、命令フェッチ) は、メイン メモリから命令レジスタに命令をフェッチするプロセスです。プログラム カウンタの値は、メイン メモリ内の現在の命令の位置を示します。命令がフェッチされると、PC 内の値は命令ワードの長さに応じて自動的にインクリメントされます。
命令デコードステージ (ID、命令デコード) では、命令をフェッチした後、命令デコーダがフェッチした命令を所定の命令フォーマットに従って分割して解釈し、異なる命令カテゴリを識別して区別します。 。
実行命令フェーズ (EX、実行) は、具体的には命令の機能を実装します。 CPU のさまざまな部分が接続されて、必要な操作が実行されます。
アクセスおよびアクセス フェーズ (MEM、メモリ) は、命令に従ってメイン メモリにアクセスし、オペランドを読み取る必要があります。CPU はメイン メモリ内のオペランドのアドレスを取得し、メイン メモリからオペランドを読み取ります。メモリ。操作に使用されます。一部の命令はメイン メモリへのアクセスを必要としないため、この段階はスキップできます。
結果ライトバックステージ(WB、ライトバック)は、最終ステージとして、実行命令ステージの実行結果データを何らかの記憶形式に「書き戻す」。結果データは通常、後続の命令ですぐにアクセスできるように CPU の内部レジスタに書き込まれます。多くの命令はプログラム ステータス ワード レジスタのフラグ ビットのステータスも変更します。これらのフラグ ビットはさまざまな演算結果を識別し、プログラムの動作に影響を与えるために使用されます。
命令が実行され、結果データが書き戻された後、予期しないイベント (結果のオーバーフローなど) が発生しなければ、コンピュータはプログラム カウンタから次の命令アドレスを取得し、新しい命令を開始します。命令サイクルは、次の命令を順番にフェッチします。
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