Ein Computerzyklus, der auch als Maschinenzyklus oder Anweisungszyklus bezeichnet wird, ist der grundlegende Prozess, der die Central Processing Unit (CPU) eines Computers verwendet, um eine einzelne Anweisung auszuführen. Es ist ein grundlegender Baustein darüber, wie ein Computer eine Aufgabe ausführt. Während die Einzelheiten je nach CPU -Architektur geringfügig variieren, umfasst der allgemeine Zyklus in der Regel diese vier Stufen:
1. Fetch: Die CPU ruft die nächste Anweisung aus dem Speicher ab. Die Anweisungsadresse wird in einem speziellen Register mit dem Namen Program Counter (PC) enthalten. Der Befehl wird vom vom PC angegebenen Speicherort abgerufen.
2. Decodieren: Die CPU decodiert den abgerufenen Anweisungen, um zu verstehen, welche Vorgänge sie ausführen müssen und welche Daten sie benötigen. Dies beinhaltet die Aufteilung der Anweisung in seine Bestandteile (Opcode und Operanden).
3. Ausführen: Die CPU führt den von der Anweisung angegebenen Vorgang aus. Dies kann arithmetische Berechnungen, logische Operationen, Datenbewegungen oder Kontrollflussänderungen (z. B. Verzweigungen) beinhalten. Die arithmetische Logikeinheit (ALU) ist oft stark in dieser Phase involviert.
4. Speicher: Die CPU speichert das Ergebnis der Operation wieder in den Speicher oder in ein Register. Der Programmzähler (PC) wird aktualisiert, um auf den nächsten Anweisungen zu verweisen, der ausgeführt wird.
in einfacheren Worten: Stellen Sie sich ein Rezept (Programm) vor. Der Computerzyklus ist wie ein einzelner Schritt in diesem Rezept zu folgen:
* Fetch: Lesen Sie den nächsten Schritt im Rezept.
* Decodieren: Verstehen Sie, was der Schritt Ihnen sagt (z. B. "Mehl und Zucker mischen").
* Ausführen: Machen Sie den Schritt (mischen Sie Mehl und Zucker).
* Speicher: Legen Sie das Ergebnis (gemischte Zutaten) beiseite.
Diese vier Schritte wiederholen sich kontinuierlich und verarbeiten Anweisungen nach dem anderen, bis das Programm abgeschlossen ist. Die Geschwindigkeit, mit der dieser Zyklus abgeschlossen ist (gemessen in Hertz oder Zyklen pro Sekunde), ist ein Schlüsselfaktor für die Bestimmung der Gesamtleistung der CPU. Moderne CPUs verwenden häufig Techniken wie Pipelining, um die Stadien mehrerer Anweisungen zu überlappen und die Ausführungsgeschwindigkeit erheblich zu erhöhen.
