馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（機(jī)器以運(yùn)算器為中心）
- 計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成
- 指令(程序)和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制不加區(qū)別地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中
- 程序自動(dòng)運(yùn)行
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)由三大部分組成（已經(jīng)轉(zhuǎn)化為以存儲(chǔ)器為中心）
- CPU(Central Processing Unit) 中央處理器，核心部件為ALU(Arithmetic Logic Unit,算術(shù)邏輯單元)和CU(Control Unit,控制單元)
- I/O設(shè)備(受CU控制)
- 主存儲(chǔ)器(Main Memory,MM)，分為RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)和ROM(只讀存儲(chǔ)器)
一條指令在CPU的執(zhí)行過程
- Ad(Address) 形式地址
- DR(Data Register) 數(shù)據(jù)寄存器
- AR(Address Register) 地址寄存器(MAR)
- IR(Instruction Register) 指令寄存器
- BR(Buffer Register) 緩沖寄存器(MBR)
- ID(Instruction Decoder) 指令譯碼器
- PC(ProgramCounter) 程序計(jì)數(shù)器
幾乎所有的馮·諾伊曼型計(jì)算機(jī)的CPU，其工作都可以分為5個(gè)階段：
取指令
指令譯碼
執(zhí)行指令
訪存取數(shù)
結(jié)果寫回
1.取指令階段
取指令（Instruction Fetch，IF）階段是將一條指令從主存中取到指令寄存器的過程。
程序計(jì)數(shù)器PC中的數(shù)值，用來指示當(dāng)前指令在主存中的位置。當(dāng)一條指令被取出后，PC中的數(shù)值將根據(jù)指令字長(zhǎng)度而自動(dòng)遞增：若為單字長(zhǎng)指令，則(PC)+1àPC；若為雙字長(zhǎng)指令，則(PC)+2àPC，依此類推。
//PC -> AR -> Memory
//Memory -> IR
2.指令譯碼階段
取出指令后，計(jì)算機(jī)立即進(jìn)入指令譯碼（Instruction Decode，ID）階段。
在指令譯碼階段，指令譯碼器按照預(yù)定的指令格式，對(duì)取回的指令進(jìn)行拆分和解釋，識(shí)別區(qū)分出不同的指令類別以及各種獲取操作數(shù)的方法。
在組合邏輯控制的計(jì)算機(jī)中，指令譯碼器對(duì)不同的指令操作碼產(chǎn)生不同的控制電位，以形成不同的微操作序列；在微程序控制的計(jì)算機(jī)中，指令譯碼器用指令操作碼來找到執(zhí)行該指令的微程序的入口，并從此入口開始執(zhí)行。
3.訪存取數(shù)階段
根據(jù)指令需要，有可能要訪問主存，讀取操作數(shù)，這樣就進(jìn)入了訪存取數(shù)（Memory，MEM）階段。
此階段的任務(wù)是：根據(jù)指令地址碼，得到操作數(shù)在主存中的地址，并從主存中讀取該操作數(shù)用于運(yùn)算。
4.執(zhí)行指令階段
在取指令和指令譯碼階段之后，接著進(jìn)入執(zhí)行指令（Execute，EX）階段。
此階段的任務(wù)是完成指令所規(guī)定的各種操作，具體實(shí)現(xiàn)指令的功能。為此，CPU的不同部分被連接起來，以執(zhí)行所需的操作。
例如，如果要求完成一個(gè)加法運(yùn)算，算術(shù)邏輯單元ALU將被連接到一組輸入和一組輸出，輸入端提供需要相加的數(shù)值，輸出端將含有最后的運(yùn)算結(jié)果。
5.結(jié)果寫回階段
作為最后一個(gè)階段，結(jié)果寫回（Writeback，WB）階段把執(zhí)行指令階段的運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)“寫回”到某種存儲(chǔ)形式：結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)常被寫到CPU的內(nèi)部寄存器中，以便被后續(xù)的指令快速地存??；在有些情況下，結(jié)果數(shù)據(jù)也可被寫入相對(duì)較慢、但較廉價(jià)且容量較大的主存。許多指令還會(huì)改變程序狀態(tài)字寄存器中標(biāo)志位的狀態(tài)，這些標(biāo)志位標(biāo)識(shí)著不同的操作結(jié)果，可被用來影響程序的動(dòng)作。
6.循環(huán)階段
在指令執(zhí)行完畢、結(jié)果數(shù)據(jù)寫回之后，若無意外事件（如結(jié)果溢出等）發(fā)生，計(jì)算機(jī)就接著從程序計(jì)數(shù)器PC中取得下一條指令地址，開始新一輪的循環(huán)，下一個(gè)指令周期將順序取出下一條指令。
//重復(fù) 1~5
主存與CPU聯(lián)系
轉(zhuǎn)載:https://blog.csdn.net/z4909801/article/details/77976626
