冯诺依曼机工作原理
冯诺依曼机是一种采用存储程序的计算机体系结构。其工作原理分为取指令、执行指令和控制程序三个阶段。
第一阶段是取指令,计算机从内存中读取指令。取指令过程主要包括以下几个步骤:
1. 程序计数器(Program Counter,PC)自增:PC 是一个存放下一条要执行的指令的地址的寄存器。在取指令的时候,PC 的值会自增。
计算机的工作原理 2. 从内存中读取指令:计算机根据 PC 存放的地址,在内存中读取指令。指令通常包含操作码、寄存器地址等信息。
3. 存储指令:计算机将读取到的指令存储到指令寄存器(Instruction Register,IR)中。
第二阶段是执行指令,计算机根据指令执行相应的操作,主要有以下几个步骤:
2. 指令执行:计算机根据指令的操作码和操作数,执行相应的运算操作。比如,将两个操作数相加、从一个寄存器向另一个寄存器传递数据等。
3. 结果存储:计算机将运算结果存储到指定的地址中。
第三阶段是控制程序,主要包括以下几个步骤:
1. 判断下一条指令:控制程序从 IR 中读取下一条指令,根据指令的操作码判断下一步要执行的操作。
2. 动态分支:控制程序会根据指令的操作码,决定是否进入分支结构,并在运行过程中判断是否满足分支条件。
3. 异常处理:如果计算机出现了错误或异常,控制程序会根据异常类型进行相应的处理,比如中断程序、跳转到错误处理程序等。
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