微機(jī)原理及應(yīng)用第二章認(rèn)識(shí)微機(jī)系統(tǒng)第五講微機(jī)的工作過程下面我們來學(xué)習(xí)微機(jī)的工作過程微機(jī)的工作過程首先來看一下指令，指令是由人向計(jì)算機(jī)發(fā)出的，能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)所識(shí)別的命令由人向計(jì)算機(jī)發(fā)出能被計(jì)算機(jī)識(shí)別指令計(jì)算機(jī)的工作就是按照一定的順序執(zhí)行由指令構(gòu)成的程序，計(jì)算機(jī)工作按順序執(zhí)行由指令構(gòu)成我們在前面說的軟件系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件其實(shí)都是由指令構(gòu)成的程序，并且由計(jì)算機(jī)進(jìn)行執(zhí)行的由指令構(gòu)成由計(jì)算機(jī)執(zhí)行系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件指令的執(zhí)行過程大致分為五步，指令執(zhí)行過程分五步第一步是取指令，第二步是分析指令，第三步是讀取操作數(shù)，第四步是執(zhí)行指令，第五步是存放結(jié)果第一步取指令第二步分析指令第三步讀取操作數(shù)第四步執(zhí)行指令第五步存放結(jié)果當(dāng)然不是每條指令都要進(jìn)行這五步操作，其中必須要執(zhí)行的是取指令，分析指令和執(zhí)行指令第一步取指令第二步分析指令第三步讀取操作數(shù)第四步執(zhí)行指令第五步存放結(jié)果非每條指令操作必須執(zhí)行如果指令需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作或者計(jì)算的話，那么就有讀取操作數(shù)和存放結(jié)果的這兩步，否則的話這兩步是沒有的指令數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)計(jì)算讀取操作數(shù)讀取存放結(jié)果我們再看一下指令的執(zhí)行方式，指令的執(zhí)行有兩種，一種是順序執(zhí)行方式，另一種是并行執(zhí)行方式執(zhí)行方式順序執(zhí)行方式并行執(zhí)行方式先來看一下順序執(zhí)行方式執(zhí)行方式順序執(zhí)行方式并行執(zhí)行方式順序執(zhí)行方式就是指令的各步交替的進(jìn)行工作，按順序完成指令的執(zhí)行過程，順序執(zhí)行方式指令各步交替工作按順序完成指令順序執(zhí)行方式例如，第一步是取指令，第二步是分析指令，第三步是執(zhí)行指令，那么順序執(zhí)行的意思就是這三件事由同一個(gè)人來完成取指令1執(zhí)行指令1分析指令1CPUBUS忙碌忙碌取指令2執(zhí)行指令2分析指令2取指令分析指令執(zhí)行指令同一人完成它先去取指令，然后再分析指令，最后執(zhí)行指令，由于他在同一時(shí)刻只能做一件事情，所以只能按順序執(zhí)行的方式進(jìn)行順序執(zhí)行方式同一時(shí)刻只做一件事順序執(zhí)行取指令分析指令執(zhí)行指令這里請大家注意，只有取指令的時(shí)候，CPU要從內(nèi)存中取指令，也就是要使用到總線，此時(shí)總線是被占用的順序執(zhí)行方式從內(nèi)存中取指令使用總線總線被占用取指令分析指令執(zhí)行指令CPU而其他兩個(gè)環(huán)節(jié)都是在CPU的內(nèi)部進(jìn)行的，不需要占用總線順序執(zhí)行方式取指令分析指令執(zhí)行指令CPU內(nèi)部進(jìn)行不占用總線因此，在順序執(zhí)行方式中，總線只在少部分時(shí)間被占用，總線只在少部分時(shí)間被占用順序執(zhí)行方式取指令分析指令執(zhí)行指令順序執(zhí)行方式如果我們把這里的一個(gè)格子看成一個(gè)時(shí)間片，那么要執(zhí)行完兩條指令需要6個(gè)時(shí)間片1個(gè)格子是1個(gè)時(shí)間片1條指令取指令分析指令執(zhí)行指令2條指令需6個(gè)時(shí)間片到這里我們可以總結(jié)一下，順序執(zhí)行方式對(duì)總線的使用率不高，而且工作效率也比較低順序執(zhí)行方式對(duì)總線使用率不高工作效率較低取指令分析指令執(zhí)行指令那么我們怎么加快指令的執(zhí)行呢？如何加快指令執(zhí)行？可以采用并行執(zhí)行的方式，并行執(zhí)行方式中各個(gè)功能部件是并行工作的，執(zhí)行方式順序執(zhí)行方式并行執(zhí)行方式并行工作打個(gè)比方，如果說順序執(zhí)行方式中只有一個(gè)人在工作，那么在并行方式中就是三個(gè)人一起工作，每個(gè)人負(fù)責(zé)一件事，各司其職順序執(zhí)行方式并行執(zhí)行方式一人工作三人工作1人負(fù)責(zé)1件事各司其職也就是說取指令讓A來做，分析指令讓B來做，執(zhí)行指令讓C來做，這樣的話，一條指令就由三個(gè)人共同完成取指令分析指令執(zhí)行指令并行執(zhí)行方式ABC1條指令3人完成我們就可以把它看成是一個(gè)流水線的方式，A取完指令，B來分析這條指令，然后C來執(zhí)行這條指令取指令分析指令執(zhí)行指令并行執(zhí)行方式ABC流水線在B分析的時(shí)候呢，A又可以去取第二條指令，取指令分析指令執(zhí)行指令并行執(zhí)行方式ABC取指令A(yù)在C執(zhí)行第一條指令的時(shí)候，B在分析第二條指令而A在取第三條指令取指令分析指令執(zhí)行指令并行執(zhí)行方式ABC取指令A(yù)分析指令B取指令A(yù)所以，如果我們豎著看，在每一個(gè)時(shí)間片內(nèi)，三個(gè)人都沒閑著，只是它們在處理的指令不是同一條指令而已，這樣做可以大大提升處理指令的效率取指令分析指令執(zhí)行指令并行執(zhí)行方式ABC取指令A(yù)分析指令B取指令A(yù)執(zhí)行指令C分析指令B執(zhí)行指令C每人處理指令不同提升效率你看，如果我們要執(zhí)行兩條指令，用順序執(zhí)行的方式需要消耗6個(gè)時(shí)間片，但是在并行執(zhí)行方式中只需要消耗4個(gè)時(shí)間片就行了，還有就是并行執(zhí)行方式對(duì)總線的利用率也更高了執(zhí)行方式順序執(zhí)行方式并行執(zhí)行方式6個(gè)時(shí)間片4個(gè)時(shí)間片總線利用率更高取指令分析指令執(zhí)行指令并行執(zhí)行方式ABC取指令A(yù)分析指令B取指令A(yù)執(zhí)行指令C分析指令B執(zhí)行指令C因?yàn)锳一直在取指令，所以其實(shí)總線一直是被占用的