2.2.2　程序的執行過程

計算機的工作過程實際上是快速執行指令的過程，為了解決特定的問題，人們編制了一條條的指令構成指令序列，這一指令序列就稱為程序。正確、合理、高效的程序代碼，可以保證計算機能夠解決問題，并加快計算機解決問題的速度。所以，計算機高速的運算功能和強大的處理能力是人類智慧的體現。

計算機執行指令一般分為兩個階段：第一階段，將要執行的指令從內存取到CPU內；第二階段，CPU對獲取的指令進行分析譯碼，判斷該條指令要完成的操作，然后向各部件發出完成該操作的控制信號，完成該指令的功能。當一條指令執行完后就進入下一條指令的取指操作。一般將第一階段取指令的操作稱為取指周期，將第二階段稱為執行周期。

CPU不斷地讀取指令，執行指令，這就是程序的執行過程。

下面以計算機指令070813H的執行過程為例，來說明計算機的基本工作原理。070813H是一個累加器加法指令，例如累加器當前的數據是08H，該條指令要實現將內存單元0813H中的數據09H與累加器中的08H相加，并將結果存儲于累加器中。

圖2-4顯示了指令的執行過程，主要分為以下4個步驟。

1.取指令

假設程序計數器的地址為0100H，從內存儲器中取出指令070813H，并送往指令寄存器，如圖2-4中的①和②所示。

2.分析指令

對指令寄存器中存放的指令070813H進行分析，由譯碼器對操作碼07H進行譯碼，將指令的操作碼轉換成相應的控制電位信號，由地址碼0813H確定操作數地址，如圖2-4中的③和④所示。

3.執行指令

由操作控制線路發出完成該操作所需要的一系列控制信息，來完成該指令所要求的操作。取內存單元0813H的值和累加器的值相加，結果放在累加器中，如圖2-4中的⑥、⑦和⑧所示。

4.讀取下一條指令

一條指令執行完畢，程序計數器加1，如圖2-4中的⑨所示，然后回到第一步讀取0101H中的指令。

一般把計算機完成一條指令所花費的時間稱為1個指令周期。指令周期越短，指令執行越快。通常所說的CPU主頻或工作頻率，反映了指令執行周期的長短。