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1、 CPU从内存或缓存中获取指令，将它们放入指令寄存器，并对指令进行解码。它将一条指令分解成一系列微操作，然后发出各种控制命令执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。指令是计算机指定运算类型和操作数的基本命令。一条指令由一个或多个字节组成，包括一个操作码字段、一个或多个与操作数地址有关的字段、一些代表机器状态的状态字和特征代码。有些指令还直接包含操作数本身。

2、 画

3、 第一阶段是从内存或缓存中提取和检索指令(数值或一系列数值)。存储器的位置由程序计数器指定，并且程序计数器存储用于识别当前程序位置的数值。换句话说，程序计数器记录了当前程序中CPU的踪迹。指令取出后，程序计数器根据指令长度递增存储单元。指令必须经常从相对较慢的存储器中取出，因此导致CPU等待指令被送入。这个问题主要在modern处理器缓存和流水线架构中讨论。

4、 译

5、 CPU根据从存储器中提取的指令确定其执行行为。在解码阶段，指令被分解成有意义的片段。根据CPU指令集架构(ISA)的定义，数值被解释为指令。一些指令值是操作码，它指示要执行哪些操作。其他数值通常为指令提供必要的信息，例如加法运算的运算目标。根据寻址模式，这种操作目标可以提供常数值(即，立即值)或空间寻址值：寄存器或存储器地址。在旧的设计中，CPU中的指令解码部分是不可改变的硬件设备。然而，在许多抽象和复杂的CPU和指令集体系结构中，微程序通常用于帮助将指令转换成各种形式的信号。这些微程序往往可以在成品CPU中重写，方便更改解码指令。

6、 执行

7、 在提取和解码阶段之后，它进入执行阶段。在这个阶段，它被连接到能够执行所需操作的各种CPU组件。例如，如果需要加法运算，算术逻辑单元(ALU)将连接到一组输入和一组输出。输入提供要相加的值，而输出将包含求和的结果。ALU包含电路系统，使得输出端很容易完成简单的普通运算和逻辑运算(如加法和位运算)。如果加法运算产生的结果对于CPU处理来说太大，则可以在标志寄存器中设置算术溢出标志。

8、 回复

9、 最后一个阶段写回，就是简单的以某种格式写回执行阶段的结果。运算结果通常被写入CPU的内部寄存器，以便后续指令快速访问。在其他情况下，可以将运算结果写入速度较慢但容量较大、成本较低的主存储器。一些类型的指令操作程序计数器而不直接产生结果。这些一般被称为ldquo跳转，并在程序中带来循环行为、条件执行(通过条件跳转)和函数。许多指令也会改变标志寄存器的状态位。这些标志可以用来影响程序行为，因为它们经常显示各种操作结果。例如，使用“比较”指令来判断两个值的大小，并根据比较结果在标志寄存器上设置一个数值。这个标志可以通过后续的跳转指令确定程序走向。执行完指令写回结果后，程序计数器的值会递增，重复整个过程，在下一个指令周期正常取下一条顺序指令。如果跳转指令完成，程序计数器将修改为跳转指令的地址，程序将继续正常执行。许多复杂的CPU可以一次获取多条指令，解码并同时执行它们。这部分一般涉及“经典RISC流水线”，实际上在很多使用简单CPU(通常称为微控制器)的电子设备中迅速普及。

10、 基本结构

11、 CPU包括算术逻辑单元、寄存器单元和控制单元。

12、 算术逻辑单元

13、 运算逻辑单元可以进行定点或浮点算术运算、移位运算和逻辑运算，还可以进行地址运算和转换。

14、 寄存器单元

15、 寄存器部分包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。通用寄存器可分为定点数和浮点数，用于存储指令中的寄存器操作数和运算结果。通用寄存器是Central处理器的重要组成部分，大部分指令都要访问通用寄存器。通用寄存器的宽度决定了计算机内部数据通路的宽度，其端口的数量往往影响内部操作的并行性。特殊寄存器是执行某些特殊操作所需的寄存器。控制寄存器通常用于指示机器执行的状态或保存一些指针，包括处理状态寄存器、地址转换目录的基址寄存器、特权状态寄存器、条件码寄存器、异常处理寄存器和错误检测寄存器。有时候，中央有一些缓存处理器，用来临时存放一些数据指令。缓存越大，CPU运行速度越快。目前市面上的中高端中环处理器的二级缓存在2M左右，高端中环处理器的二级缓存在4M左右。

今天本文讲解到此结束，希望对你有所帮助。

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