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工业机箱是怎样处理数据的?

发布时间:2019-10-26来源:迈肯思关键词标签: 工控机箱

工业机箱是怎样处理数据的?工业机箱的中央处理器第一阶段,提取,从存储器或高速缓冲存储器中检索指令。由程序计数器指定存储器的位置,程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令之后,程序计数器根据指令长度增加存储器单元。指令的提取必须常常从相对较慢的存储器寻找,因此导致CPU等候指令的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的快取和管线化架构。
解码,CPU根据存储器提取到的指令来决定其实行行为。在解码阶段,指令被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令集架构定义将数值解译为指令。一部分的指令数值为运算码,其指示要进行哪些运算。其它的数值通常供给指令必要的信息,诸如一个加法运算的运算目标。这样的运算目标也许提供一个常数值,或是一个空间的定址值:暂存器或存储器位址,以定址模式决定。在旧的设计中,CPU里的指令解码部分是无法改变的硬件设备。不过在众多抽象且复杂的CPU和指令集架构中,一个微程序时常用来帮助转换指令为各种形态的讯号。这些微程序在已成品的CPU中往往可以重写,方便变更解码指令。
实行,在提取和解码阶段之后,接着进入实行阶段。该阶段中,连接到各种能够进行所需运算的CPU部件。例如,要求一个加法运算,算数逻辑单元将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数值,而输出将含有总和的结果。ALU内含电路系统,易于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算。如果加法运算产生一个对该CPU处理而言过大的结果,在标志暂存器里,运算溢出标志可能会被设置。
最终阶段,写回,以一定格式将实行阶段的结果简单的写回。运算结果经常被写进CPU内部的暂存器,以供随后指令快速存取。在其它案例中,运算结果可能写进速度较慢,但容量较大且较便宜的主记忆体中。某些类型的指令会操作程序计数器,而不直接产生结果。这些一般称作“跳转”,并在程式中带来循环行为、条件性实行和函式。许多指令也会改变标志暂存器的状态位元。这些标志可用来影响程式行为,缘由于它们时常显出各种运算结果。例如,以一个“比较”指令判断两个值的大小,根据比较结果在标志暂存器上设置一个数值。这个标志可藉由随后的跳转指令来决定程式动向。在实行指令并写回结果之后,程序计数器的值会递增,反覆整个过程,下一个指令周期正常的提取下一个顺序指令。如果完成的是跳转指令,程序计数器将会修改成跳转到的指令位址,且程序继续正常实行。许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码,并且同时实行。这个部分一般涉及“经典RISC管线”,那些实际上是在众多使用简单CPU的电子装置中快速普及。

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