THỨ TỰ CPU THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH NHƯ THẾ NÀO

     
*
Những gì một CPU hiện tại là thực thi những lệnh của một chương trình nằm trong bộ nhớ. Nhưng, bạn có biết rằng toàn bộ chúng những tuân theo các quy tắc chung không? tất cả chúng hầu như tuân theo cùng một chu kỳ lệnh, được phân thành ba giai đoạn cá biệt được hotline là Fetch, Decode và Execute, được dịch là tìm kiếm nạp, giải mã và thực thi. Cửa hàng chúng tôi giải ưa thích cách các giai đoạn này vận động và cách chúng được tổ chức.

Bạn đang xem: Thứ tự cpu thực hiện chương trình như thế nào


Để đơn giản dễ dàng hóa cùng làm cho những khái niệm được phân tích và lý giải trong bài viết này dễ dàng nắm bắt hơn, cửa hàng chúng tôi đã ra quyết định mô tả một bộ xử lý cực kì đơn giản cho thời gian hiện tại, vị vậy trong nội dung bài viết này, các bạn sẽ thấy giải thích về quy trình lệnh là gì một giải pháp tổng quát hoàn toàn có thể áp dụng tự những cỗ vi cách xử trí 8-bit đầu tiên đến những cỗ xử lý phức tạp nhất hiện nay nay
Hình dung chu trình hướng dẫnGiai đoạn thứ nhất của chu kỳ luân hồi hướng dẫn: kiếm tìm nạpbộ điều khiểnGiai đoạn sản phẩm hai: Giải mãGiai đoạn đồ vật ba: Thực thi

Hình dung quy trình hướng dẫn

*
Ở một góc nhìn nào đó, cỗ vi cách xử trí không khác bộ động cơ đốt trong, bộ động cơ này luôn luôn thực hiện quy trình nổ nhiên liệu thường xuyên theo những giai đoạn khác nhau, dù là động cơ 2 thì xuất xắc 4 thì. Vì sao cho vấn đề này là những bộ xử lý hoạt động ở ba giai đoạn không giống nhau trong phiên bạn dạng đơn giản tuyệt nhất của chúng, đó là:Tìm hấp thụ hoặc Chụp: trong những số ấy lệnh được bắt từ bỏ RAM cùng được sao chép vào bên trong bộ xử lý.Giải mã hoặc Giải mã: trong đó lệnh đã nhại lại đó được giải thuật và nhờ cất hộ đến các đơn vị thực thiHành hình: nơi lệnh được xử lý và kết quả được ghi vào thanh ghi phía bên trong của cpu hoặc trong add bộ nhớ của RAMBa quá trình này được triển khai trong mọi cỗ xử lý. Gồm một quy trình thứ tư, sẽ là Write-Back, là khi các đơn vị thực hiện ghi kết quả, nhưng điều đó thường được tính trong giai đoạn thực thi của chu trình lệnh.

Giai đoạn đầu tiên của chu kỳ luân hồi hướng dẫn: kiếm tìm nạp

*
Giai đoạn trước tiên của chu trình hướng dẫn gồm trách nhiệm nắm bắt các gợi ý trong RAM bộ nhớ lưu trữ được gán cho chip xử lý thông sang 1 loạt những đơn vị với thanh ghi như sau:Bộ đếm công tác hoặc cỗ đếm chương trình: Nó trỏ mang đến dòng bộ nhớ lưu trữ tiếp theo vị trí đặt lệnh xử trí tiếp theo. Giá bán trị của chính nó được tạo thêm 1 mỗi khi dứt một chu kỳ luân hồi lệnh hoàn chỉnh hoặc lúc một lệnh nhảy thay đổi giá trị của bộ đếm chương trình.Đăng ký showroom bộ nhớ: MAR xào luộc nội dung của PC và gửi mang đến RAM thông qua các chân địa chỉ của CPU, được nối với các chân showroom của bao gồm RAM.Thanh ghi dữ liệu bộ nhớ lưu trữ hoặc thanh ghi dữ liệu bộ nhớ : trong trường thích hợp CPU phải thực hiện đọc bộ nhớ, đông đảo gì MDR có tác dụng là sao chép nội dung của add bộ lưu giữ đó vào trong 1 thanh ghi phía bên trong của CPU, đó là 1 trong thanh ghi đưa tạm thời xưa khi văn bản của nó được xào luộc vào Thanh ghi lệnh. MDR, không giống như MAR, được kết nối với những chân tài liệu của RAM chứ không hẳn các chân địa chỉ cửa hàng và trong trường vừa lòng lệnh ghi, nội dung của những gì bạn có nhu cầu ghi trong RAM cũng khá được ghi trong MDRĐăng ký kết chỉ dẫn:
Phần cuối cùng của quá trình tìm hấp thụ là câu hỏi ghi lệnh vào thanh ghi lệnh, từ kia khối điều khiển và tinh chỉnh bộ xử lý sẽ coppy nội dung của chính nó cho tiến độ thứ nhị của chu kỳ luân hồi lệnh.4 quá trình con này xẩy ra trong toàn bộ các cỗ xử lý bất kể tiện ích, kiến ​​trúc và kĩ năng tương thích nhị phân của chúng hay cái mà chúng ta gọi là ISA.

bộ điều khiển

*

Khối tinh chỉnh là thành phần phức tạp nhất tồn tại trong bộ xử lý và các nhiệm vụ của chính nó như sau:Chúng chịu trách nhiệm điều phối chuyển động và trang bị tự dữ liệu di chuyển phía bên trong và bên phía ngoài bộ xử lý, cũng như các đơn vị con khác nhau phụ trách nó.Nói chung, người ta coi các đơn vị của quá trình chụp hoặc kiếm tìm nạp là 1 phần của phần cứng mà chúng ta gọi là đối chọi vị tinh chỉnh và hartware này còn được gọi là Front-End của bộ xử lý.Nó diễn giải các hướng dẫn cùng gửi chúng đến các đơn vị thực thi không giống nhau mà nó được kết nối.Nó được tiếp xúc với những ALU khác biệt và các đơn vị triển khai của bộ xử lý hoạt độngNó phụ trách thu và giải mã các hướng dẫn, mà lại cũng nhằm ghi công dụng vào những thanh ghi, bộ nhớ lưu trữ đệm hoặc trong add tương ứng của RAM.

Xem thêm: Bài Thuyết Trình Bữa Cơm Gia Đình, Mâm Cơm Gia Đình Ngắn Gọn Hay Nhất

*
Những gì solo vị tinh chỉnh làm là giải thuật các lí giải và nó thực hiện điều này bởi vì mỗi lệnh thực sự là 1 loại câu trong số đó động từ bỏ đi trước rồi cho tân ngữ hoặc tân ngữ thẳng mà hành động được thực hiện. Chủ thể cuối cùng bị nockout bỏ trong ngôn ngữ nội bộ này của máy tính bởi thực tế là nó được hiểu rằng chính laptop thực thi nó, vày vậy từng số bit là 1 trong câu trong đó 1 và 0 thứ nhất tương ứng với hành vi và các tiếp sau là dữ liệu hoặc địa chỉ của tài liệu được thao tác.

Giai đoạn thứ hai: Giải mã

*

Có nhiều loại lệnh khác biệt và ko phải tất cả chúng hồ hết làm tương tự nhau, vị vậy tùy trực thuộc vào loại lệnh mà họ cần biết đơn vị chức năng thực thi nào sẽ tiến hành gửi đến và biện pháp thực hiện cổ xưa nhất là trải qua cái mà chúng ta gọi là cỗ giải mã. , đem từng lệnh, phân loại nội bộ theo opcode hoặc lệnh và dữ liệu hoặc showroom bộ nhớ khu vực nó nằm.Ví dụ trong sơ thiết bị trên họ có sơ vật dụng của một chip xử lý chỉ tất cả 8 lệnh, rất có thể được mã hóa chỉ vào 3 bit. Từng một trong số hướng dẫn, sau khoản thời gian được giải mã, sẽ tiến hành gửi đến các đơn vị thực thi khác nhau sẽ xử lý chúng.
*

*

Chu trình lệnh này là chu trình phức tạp nhất với là chu trình xác định kiểu loài kiến ​​trúc. Tùy nằm trong vào việc bọn họ có một cỗ lệnh giảm bớt hoặc phức tạp, vấn đề đó sẽ ảnh hưởng đến bản chất của khối điều khiển, tùy thuộc vào format của lệnh hoặc con số lệnh được giải pháp xử lý cùng lúc ở giai đoạn lời giải và cho nên vì vậy khối điều khiển sẽ có một thực chất khác nhau. Khác.Cách đơn giản nhất để tưởng tượng những gì sẽ xảy ra là nghĩ về về các hướng dẫn khi những đoàn tàu lưu lại thông qua 1 mạng lưới đường sắt phức tạp và thành phần điều khiển phía chúng đến một ga đầu cuối, 1-1 vị triển khai sẽ chịu đựng trách nhiệm giải quyết chỉ dẫn.

Giai đoạn sản phẩm ba: Thực thi

*
Giai đoạn sau cùng là thực thi các lệnh, trong tiến trình này những lệnh được giải quyết, nhưng không phải tất cả các loại lệnh hồ hết được giải quyết và xử lý theo cùng một cách, vì cách áp dụng phần cứng sẽ phụ thuộc vào vào chức năng của từng loại lệnh. Chúng, nói chung, shop chúng tôi có tứ loại phía dẫn:Hướng dẫn hoạt động bit: trong đó thứ tự của các bit chứa tài liệu được thao tác.Hướng dẫn số học: Khi các phép toán và xúc tích được thực hiện, chúng được xử lý trong chiếc gọi là ALU hoặc solo vị xúc tích số họcHướng dẫn nhảy: trong số ấy giá trị tiếp theo sau của bộ đếm lịch trình được ráng đổi, điều này có thể chấp nhận được mã được áp dụng một phương pháp đệ quy.

Xem thêm: Tom Is Apologizing To Peter For Being Late, Tom: “Sorry, I'M Late, Peter

Hướng đem vào bộ nhớ: chúng là khu vực mà chip xử lý đọc và ghi thông tin từ bộ lưu trữ hệ thống.Điểm không giống là những định dạng lệnh, vày một lệnh rất có thể được vận dụng cho một dữ liệu, vô hướng hoặc một số trong những dữ liệu cùng một lúc, mà chúng ta gọi là SIMD. Để ngừng và tùy nằm trong vào định dạng dữ liệu, có tương đối nhiều loại ALU khác biệt để thực hiện các lệnh số học, ví dụ họ có các đơn vị số nguyên với dấu phẩy động là các đơn vị khác nhau ngày nay.Khi lệnh đã được hoàn thành, công dụng được ghi vào một add bộ nhớ cụ thể và lệnh tiếp theo sau được thực thi. Một số trong những lệnh không làm việc các giá chỉ trị bộ lưu trữ mà là các thanh ghi nhất định. Bởi đó, thanh ghi cỗ đếm công tác được sửa đổi bởi những lệnh nhảy, nếu chúng ta muốn phát âm hoặc ghi tài liệu thì các thanh ghi MAR và MDR được thao tác.