2.2.2　程序的执行过程

计算机的工作过程实际上是快速执行指令的过程，为了解决特定的问题，人们编制了一条条的指令构成指令序列，这一指令序列就称为程序。正确、合理、高效的程序代码，可以保证计算机能够解决问题，并加快计算机解决问题的速度。所以，计算机高速的运算功能和强大的处理能力是人类智慧的体现。

计算机执行指令一般分为两个阶段：第一阶段，将要执行的指令从内存取到CPU内；第二阶段，CPU对获取的指令进行分析译码，判断该条指令要完成的操作，然后向各部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的功能。当一条指令执行完后就进入下一条指令的取指操作。一般将第一阶段取指令的操作称为取指周期，将第二阶段称为执行周期。

CPU不断地读取指令，执行指令，这就是程序的执行过程。

下面以计算机指令070813H的执行过程为例，来说明计算机的基本工作原理。070813H是一个累加器加法指令，例如累加器当前的数据是08H，该条指令要实现将内存单元0813H中的数据09H与累加器中的08H相加，并将结果存储于累加器中。

图2-4显示了指令的执行过程，主要分为以下4个步骤。

图2-4　指令的执行过程

1.取指令

假设程序计数器的地址为0100H，从内存储器中取出指令070813H，并送往指令寄存器，如图2-4中的①和②所示。

2.分析指令

对指令寄存器中存放的指令070813H进行分析，由译码器对操作码07H进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号，由地址码0813H确定操作数地址，如图2-4中的③和④所示。

3.执行指令

由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，来完成该指令所要求的操作。取内存单元0813H的值和累加器的值相加，结果放在累加器中，如图2-4中的⑥、⑦和⑧所示。

4.读取下一条指令

一条指令执行完毕，程序计数器加1，如图2-4中的⑨所示，然后回到第一步读取0101H中的指令。

一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为1个指令周期。指令周期越短，指令执行越快。通常所说的CPU主频或工作频率，反映了指令执行周期的长短。