6.2-指令的执行

引入

计算机之所以能自动地工作的原因？

• CPU能从存放程序的内存里取出一条指令并执行这条指令
• 紧接着又是取指令，执行指令……，如此周而复始，构成了一个封闭的循环
• 除非遇到停机指令，否则这个循环将一直继续下去

计算机中三个周期概念

• 指令周期：取出并执行一条指令所需的全部时间
  • 完成一条指令
    
  • 不同指令的指令周期是不相同的
    
• 机器周期(CPU周期)
  • CPU访问一次内存所花的时间较长，因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义
  • 一个指令周期可能由若干个机器周期组成
• 时钟周期(T周期)
  • CPU执行一个微操作命令(即控制信号)的最小时间单位
  • 一个机器周期 包含 若干个时钟周期

指令周期是由若干个CPU周期组成的，所有指令的第一个CPU周期一定是【取值周期】，每个CPU周期又由若干个时钟周期组成。根据指令的复杂程度，有的指令周期包含的CPU周期数较多，有的则较少

指令周期的数据流

取指周期数据流

间址周期数据流

执行周期数据流

不同指令的执行周期数据流不同

中断周期数据流

四条典型指令组成的程序

非访问主存储器指令的指令周期

• 取指令阶段
  
• 执行指令阶段
  

直接访问主存储器指令的指令周期

• 送操作数地址
  
  
• 两操作数相加
  

间接访问主存储器指令的指令周期

程序控制指令的指令周期

用方框图语言表示指令周期