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实验四 一条指令的执行过程.pdf
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2页
实验四的主题是“一条指令的执行过程”,主要探讨了计算机执行单条指令的详细步骤,涉及CPU、内存、总线和寄存器等关键组件的交互。以下是对实验内容的详细解析: 首先,在步骤1中,用户指定两个加数,它们在RAM中的地址和编码被记录下来。PC(程序计数器)存储着当前要执行指令的地址,而RAM(随机访问存储器)则存储指令编码和加数。 步骤2中,取指指令的过程开始。CPU通过地址总线(AB)将PC中的内存地址发送到RAM,请求指令。地址被存储在地址存储器中。RAM响应后,其数据缓冲区(MDR)中的指令编码通过数据总线(DB)传回给CPU,并存储在指令寄存器(IR)中。执行完这一指令后,PC的内容会自动加一,以便指向下一个要执行的指令。 步骤3,指令译码阶段,IR中的操作码和操作数的内存地址被提取出来。操作码和操作数分别用六位二进制和四位十六进制表示,然后由控制单元(CU)进行译码,并通过控制总线(CB)将操作传递给RAM。 步骤4,取数据操作。CPU通过地址总线向RAM发送第一个操作数的内存地址,地址被存储在地址存储器中。RAM读取数据并将其通过数据总线送回CPU,数据被存储在通用寄存器(GR)中。 步骤5,执行加法计算。CPU将两个操作数放入算术逻辑单元(ALU)进行运算,ALU负责执行加法操作。当计算完成后,结果被存回原始加数所在的通用寄存器。 整个过程中,CPU通过总线与RAM之间进行通信,完成数据的获取、指令的读取和执行。控制单元(CU)协调这些操作,确保指令的正确执行。寄存器作为临时存储单元,起到了快速存取数据的关键作用。理解这个过程对于理解计算机系统的工作原理至关重要。
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11
实验四 一条指令的执行过程
学号:16 姓名:田雄辉班级:07011606 实验时间:
实验报告表 4-1 一条指令执行
过程记录表
步骤 1 用户指定两个加数
加数 1,加数 2
3000 12
PC 中存储的指令地址
00000000 00001011
RAM 中对应指令地址中的指令编码
00011101 00110110
RAM 中加数一的编码与内存地址
0000 0034
RAM 中加数二的编码与内存地址
0000000000001100 0036
步骤 2 取指令
CPU 使用哪根总线将 PC 中的内存地址送至
RAM?
AB
RAM 将 CPU 传来的指令地址存储在哪里?
地址储存器
RMA 中存放的是什么?具体的二进制编码是什
么?
指令编码 00011101 00110110
RMA 中二进制编码对应的内存地址是什么?该
内存地址中存放了什么数据?该数据放在哪个
寄存器中?
000A 指令编码 指令寄存器
PC 被访问后其中的内容发生了什么变化?为什
么?
PC 中的指令地址自动加一 因为这一指令执行完要
执行下一次指令
RAM 将 MDR 中的数据通过哪条总线传送给力
CPU?
DB
CPU 将 RAM 传来的指令存放在哪里?
指令寄存器 IR
IR 中存放的指令二进制编码是什么?
0001 110100 110110
步骤 3 指令译码
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