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Cos'è il ciclo di calcolo?

Un ciclo di calcolo, noto anche come ciclo di macchine o ciclo di istruzioni, è il processo di base che unità di elaborazione centrale del computer (CPU) utilizza per eseguire un'unica istruzione. È un elemento fondamentale di come un computer svolge qualsiasi attività. Mentre le specifiche variano leggermente a seconda dell'architettura della CPU, il ciclo generale coinvolge in genere queste quattro fasi:

1. Fetch: La CPU recupera l'istruzione successiva dalla memoria. L'indirizzo dell'istruzione è tenuto in un registro speciale chiamato Program Counter (PC). L'istruzione viene recuperata dalla posizione della memoria specificata dal PC.

2. Decodifica: La CPU decodifica l'istruzione recuperata per capire quale operazione deve eseguire e su quali dati deve operare. Ciò comporta la scomparsa delle istruzioni nelle sue parti costituenti (codice opuscolo e operandi).

3. Esegui: La CPU esegue l'operazione specificata dall'istruzione. Ciò potrebbe comportare calcoli aritmetici, operazioni logiche, movimento dei dati o cambiamenti di flusso di controllo (come la ramificazione). L'unità logica aritmetica (ALU) è spesso fortemente coinvolta in questa fase.

4. Store: La CPU memorizza il risultato dell'operazione in memoria o in un registro. Il contatore del programma (PC) viene aggiornato per indicare l'istruzione successiva da eseguire.

in termini più semplici: Immagina una ricetta (programma). Il ciclo di calcolo è come seguire un singolo passaggio in quella ricetta:

* Fetch: Leggi il passaggio successivo nella ricetta.

* Decodifica: Comprendi cosa ti sta dicendo il passo (ad es. "Mescola farina e zucchero").

* Esegui: Fai il passo (mescola la farina e lo zucchero).

* negozio: Metti da parte il risultato (ingredienti misti).

Questi quattro passaggi si ripetono continuamente, elaborando le istruzioni una dopo l'altra, fino al completamento del programma. La velocità con cui questo ciclo si completa (misurato in Hertz o cicli al secondo) è un fattore chiave per determinare le prestazioni complessive della CPU. Le CPU moderne spesso impiegano tecniche come il pipelining per sovrapporre le fasi di più istruzioni, aumentando significativamente la velocità di esecuzione.

 

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