指令的格式是什么?它在计算机内部是如何存储和运行的?
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发布时间：2022-04-23 09:10
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时间：2023-10-09 03:24
例如：ADD R0 [6] （默认第一个操作数即是原操作数，又是目的操作数）
将通用寄存器R0中的数据，与存储器地址为6的数据相加，返回给寄存器R0
假设计算机已有初始值，R0中的值为00000011，PC中的值为0001，存储器地址0001中的指令用10101010指代，
具体过程详解：
1.取指：控制器将指令地址送往存储器，存储器按给定的地址读出数据，送回控制器
（1）控制器发出控制信号，将PC寄存器中的内容通过CPU内部总线传送到MAR中（MAR中也保存了0001）
（2）MAR将地址送到地址总线，与此同时，控制电路在控制总线上发出控制信号，代表此次操作为read,这样存储器上MAR寄存器就会收到地址总线上传送来的地址，并把它保存下来
存储器中的控制逻辑也会收到控制总线上的信号，表示此次操作为read,这样存储器通过地址译码器，就可以查找到对应地址0001的存储单元上的内容，并将其中的数据传送到MDR寄存器中
（3）存储器的控制逻辑通过控制总线向CPU反馈当前传输状态READY，同时MDR中的内容传送到数据总线上，随后CPU中控制电路检测到控制总线上的Ready信号，就知道当前数据总线上已经准备好了数据，
因此，CPU中MDR就会将数据总线传送的数据保存下来，然后将MDR中的数据必须要传送到IR寄存器中
（4）PC寄存器中的数据更新到下一条指令所需访问的地址0010（取值阶段完成）
2.译码：控制器分析指令的操作性质，控制器向有关部件发出指令所需的控制信号
（1）当前IR寄存器中的数据送到指令译码部件，指令译码部件根据指令编码解析10101010（ADD R0 [6]），控制电路据此产生对应的控制信号，发送到相关部件中
3.执行：控制器从通用寄存器或存储器取出操作数，控制器命令运算器对操作数进行指令规定的运算。
（1）MAR中会产生0110（即6）随后的过程类似于取值阶段，因为最后传送到CPUMDR中的数据要进行加法运算，所以随后还会将其传送到ALU的Y寄存器中
（2）另一个操作数存储在R0中，因此所以会将R0中的数据传送到ALU的另一个输入端，即X寄存器上
（3）在控制电路的作用下，ALU进行运算，将XY中的内容执行加法，计算出结果00000101
4.回写：将运算结果写入通用寄存器或存储器中
（1）当前运算结果还在ALU的输出端即Z寄存器中，控制电路给出相应的控制Z寄存器中的数据传送到R0中，R0原本的数据被新的结果覆盖
（2）CPU中PC寄存器进行下一条指令
