1. Fetch: Il computer recupera le istruzioni dalla memoria. La posizione della prossima istruzione è in genere memorizzata in un contatore del programma (PC).
2. Decodifica: L'istruzione recuperata viene interpretata. L'unità di controllo della CPU decifre il codice opzionale dell'istruzione (l'operazione da eseguire) e gli operandi (i dati su cui l'operazione agirà). Ciò comporta l'identificazione del tipo di operazione (aritmetica, logica, accesso alla memoria, ecc.) E individuare i dati coinvolti.
3. Esegui: L'unità logica aritmetica della CPU (ALU) effettua l'istruzione. Ciò potrebbe comportare l'esecuzione di calcoli, confronti logici, movimento dei dati o altre operazioni.
4. Store: Il risultato dell'esecuzione è scritto indietro in memoria o in un registro. Ciò aggiorna lo stato del sistema in base all'effetto dell'istruzione.
5. Ripeti: Il contatore del programma viene incrementato (di solito) e l'intero ciclo si ripete con l'istruzione successiva. Questo ciclo di esecuto-esecuto-store (spesso accorciata a F-D-E-S o simile) continua fino a quando il programma non termina o incontra un'interruzione.
oltre il ciclo di base:
* Gestione della memoria: La CPU interagisce con la memoria, gestendo l'accesso a dati e istruzioni. Ciò include la gestione della memoria virtuale, della memorizzazione nella cache e potenzialmente interagire con vari controller di memoria.
* Input/output (I/O): La CPU interagisce con i dispositivi periferici (tastiera, mouse, unità disco, interfacce di rete, ecc.) Attraverso operazioni di input/output, spesso coinvolgendo interrupt per gestire eventi asincroni.
* Interrompi: Eventi o eccezioni esterne (ad es. Divisione per zero) possono interrompere il normale flusso di esecuzione, facendo sì che la CPU gestisca l'evento prima di riprendere il programma.
* Elaborazione parallela: Le CPU moderne spesso impiegano tecniche come pipelining, elaborazione multi-core e SIMD (singolo istruzione, più dati) per eseguire più istruzioni contemporaneamente, aumentando significativamente le prestazioni.
* Interazione del sistema operativo: La CPU interagisce pesantemente con il sistema operativo (OS), che gestisce risorse, pianifica i processi e fornisce servizi alle applicazioni.
In sostanza, l'elaborazione di un computer prevede un ciclo continuo di istruzioni di recupero, decifraggendole, eseguendo le operazioni associate e memorizzando i risultati. La complessità deriva dall'interazione di questi passaggi di base con la gestione della memoria, le operazioni I/O, la gestione degli interruzioni e le tecniche di elaborazione parallela.
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