计算机的工作过程是什么?

Question

如题所述

Answer 1

计算机的工作原理涉及到指令的执行和处理。指令是由操作码和地址码组成的二进制位串，用于指定计算机应执行的操作和操作对象所在的存储位置。操作码指出具体的操作，如加法、减法等，而地址码则指示操作数所在的存储单元地址。
指令系统是一台计算机所能识别和执行的全部指令的集合。这个系统中包含了多种不同类型的指令，如数据传送、算术运算、逻辑运算、移位运算等。每条指令的执行都会引起计算机内部的一系列操作，从而完成特定的任务。
计算机执行程序的过程是一系列指令的顺序执行。程序和相关数据存储在存储器中，计算机按照存储器中的程序逐条执行指令，自动控制所有操作，这体现了冯·诺依曼提出的程序存储和程序控制的思想。
指令的执行过程包括以下几个步骤：
1. 指令预取部件从指令快存中提取指令，如果快存中没有，则通过总线接口部件从存储器中获取。
2. 总线接口部件在总线空闲时，通过总线从存储器中取出指令，并放入快存和指令预取部件。
3. 指令译码部件从指令预取部件中获取指令，并将其翻译成微码，微码用于控制执行单元的操作。
4. 地址转换与管理部件计算指令所使用操作数的有效物理地址，如有需要，通过总线从存储器中取得操作数。
5. 执行单元根据指令操作码的要求，对操作数进行规定的运算处理，并更新处理器的某些状态标志。
6. 修改地址转换与管理部件中的指令地址，以便指令预取部件预取下一条指令。
Pentium处理器采用了超标量结构，具有两个整数ALU，能够同时执行两条流水线，提高了处理器的性能。