计算机的组成：

存储器的组成结构：

CPU执行流程：

1. 第一步我们首先看一下cpu的内部结构，主要包括寄存器，控制器，ALU算数逻

   辑运算单元，控制器里面又含有操作控制器，计数器，寄存器等，如下图所示：

   cpu如何执行指令

2. 第二步我们了解了cpu的内部结构之后，就比较容易理解cpu是如何执行指令的,cpu执行指令主要分为5个阶段，从取指令，导进行指令译码，执行指令，访问主存，最后回写结果，具体cpu执行过程如下图所示：

   cpu如何执行指令

3. 第三步我们首先来看cpu执行指令的一、二阶段，cpu是怎么取指令和进行指令译码，将指令先从主存里面取出，然后放到寄存器，最后进行指令译码，这样就完成cpu执行指令的一、二阶段，具体如下图所示：

   cpu如何执行指令

4. 第四步cpu执行指令的三、四阶段，首先根据指令规定的操作，完成具体功能，最后访问主存，操作数，得到物理地址，就完成了执行指令和访问主存的三、四阶段，如下图所示：

   cpu如何执行指令

5. 第五步在cpu第四阶段访问主存的时候，需要得到物理地址，具体读写过程如下图所示：

   cpu如何执行指令

6. 第六步我们也可以看一下cpu是怎么读指令的，下面是cpu的工作原理，如下图所示：

   cpu如何执行指令

7. 第七步cpu执行指令进去到了第五个阶段，也是最后一个阶段回写结果，把第三阶段执行指令的运行结果数据回写到一种存储形式，cpu这样就成功执行完了一条指令，如下图所示：

   cpu如何执行指令

相关术语

RAM：指内存，断电后内容无法保存，因此叫做易失性存储；另一个相关的概念是ROM，一般指外存，例如硬盘。RAM的速度远快于ROM，CPU与内存直接进行数据交换。

CPU：计算机的所有计算操作都由它执行，只要先记住它是一块有输入和输出的集成电路就行了。

Instruction：指令，是CPU进行操作的基本单元，大致包含操作对象、操作对象的地址、对操作对象进行何种操作。

RAM相关结构

程序要想被CPU执行，首先要被编译成CPU可以执行的指令操作，这里就不详细介绍，本文就假设程序已经被编译好了，放在了内存中。内存中存放的数据分为两类，一类是指令；另一类是数据，不管是指令还是数据都有其对应的地址。

下图就是接下来我们将会涉及的内存结构，这是从视频中直接截取下来的，大家将就着看。

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在上图中，现在已经存放了地址为100、104、108、112的一系列指令；地址为2000、2004、2008的一系列数据。

CPU相关结构

这里只放出CPU的执行指令时涉及的基本结构，真实的情况还会复杂很多。

这里涉及到的结构有Program Counter（程序计数器）、Instruction Register（指令寄存器）、Data Register（数据寄存器）、ALU（算数逻辑单元），可以将计数器、寄存器都可以简单理解为存放数据的器件。上述程序计数器用来存放指令的地址；指令寄存器用来存放指令（初学者可能会搞混数据和地址的区别，稍加区分就可以分辨）；数据寄存器存放参与计算的数据，下图中的A、B、C都是数据寄存器；ALU就是用于计算的器件。

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执行过程

本文内容为便于理解，仅涉及到CPU和内存间的数据交换。

在了解了RAM和CPU相关结构之后，接下来就可以正式开始说明执行的过程，其实就是对以上叙述内容的一个组合。

1. 程序计数器初始内容为100，指向内存中的某一项指令，注意100指的是地址；

2. 指令寄存器根据程序计算器的指向地址，将内存中地址为100的指令抓取到自身，此时存放LOAD A，2000；

3. CPU按照指令内容，将内存地址为2000的数据，上载到数据寄存器A中，此时CPU和RAM的状态如下图所示； image

4. 以上3步已完成一个指令的基本操作步骤。接下来程序计数器依次指向104指令地址、108指令地址、112指令地址，分别完成将2004地址的数据赋值给B数据寄存器；ALU将A、B内的数据相乘赋值给C数据寄存器；将C数据寄存器数据写入内容地址2008中。

5. 这样就完成了50×0.1这个简单程序的计算，最后CPU和RAM所处状态如下图所示。

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