1. Fetch: Il processore prende le istruzioni dalla memoria. L'indirizzo dell'istruzione è generalmente tenuto in un registro chiamato Program Counter (PC). L'istruzione viene recuperata dalla posizione della memoria puntata dal PC e inserita in un registro interno all'interno della CPU.
2. Decodifica: Il processore decodifica l'istruzione recuperata. Ciò comporta la scomparsa delle istruzioni nelle sue parti costituenti (codice opuscolo e operandi). Il codice opzionale specifica l'operazione da eseguire, mentre gli operandi identificano i dati da utilizzare.
3. Esegui: Il processore esegue l'istruzione. Ciò comporta diversi passaggi:
* Operazioni aritmetiche/logiche: Se l'istruzione è un'operazione aritmetica (aggiunta, sottrazione, ecc.) O Logica (e, OR, XOR, ecc.), Il processore esegue l'operazione specificata sugli operaoni (che potrebbe essere in registri o memoria). Il risultato è di solito archiviato in un registro.
* Trasferimento di dati: Se l'istruzione è un'istruzione di trasferimento dei dati (come `mov` o` load`), i dati vengono spostati tra i registri, tra un registro e la memoria o tra le posizioni della memoria. Ciò comporta l'accesso alla memoria per leggere o scrivere dati.
* Flusso di controllo: Se l'istruzione è un'istruzione di flusso di controllo (come `Jump`,` Branch`, `call`,` return`), il processore modifica il valore del PC. Ciò altera la sequenza di istruzioni eseguite. Ciò potrebbe comportare il controllo delle condizioni (ad esempio, in un ramo condizionale) e l'aggiornamento del PC di conseguenza.
* Input/Output: Se l'istruzione prevede input/output (I/O), il processore interagisce con i dispositivi periferici (ad es. Tastiera, unità disco, scheda di rete). Ciò comporta spesso l'attesa dell'operazione I/O.
4. Write-Back (a volte): Il risultato dell'istruzione potrebbe essere scritto in memoria o in un registro. Non tutte le istruzioni modificano la memoria o i registri.
Ruolo della memoria:
* Archiviazione delle istruzioni: Le istruzioni del programma sono archiviate in memoria.
* Archiviazione dei dati: I dati su cui funziona il programma sono anche archiviati in memoria.
* Lettura e scrittura: Il processore legge istruzioni e dati dalla memoria e scrive dati in memoria. La velocità di accesso alla memoria è un fattore critico nelle prestazioni complessive del sistema. La memoria della cache svolge un ruolo cruciale nell'accelerare questo processo.
In sintesi, l'esecuzione di un'istruzione prevede uno sforzo coordinato tra l'unità di controllo del processore (recupero, decodifica, esecuzione), unità di logica aritmetica (ALU) (eseguire operazioni) e memoria (fornendo istruzioni e dati). Le operazioni specifiche in memoria dipendono dal tipo di istruzione eseguita.
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