コンピュータの基本コンポーネントはどのように連携して命令を実行するのでしょうか?
1. 命令フェッチ:
- コントロール ユニット (CU) はメイン メモリから命令を取得します。
- プログラム カウンタ (PC) は、フェッチされる次の命令のアドレスを保持します。
- CU は、シーケンス内の次の命令を指すように PC をインクリメントします。
2. 命令デコード:
- CU は命令をデコードして、どのようなアクションを実行する必要があるかを理解します。
- 命令コード (opcode) と命令で指定されたオペランドを識別します。
3. オペランドフェッチ:
- 命令にオペランドが必要な場合、CU はメイン メモリまたはレジスタからオペランドを読み取ります。
- オペランドは、処理のために適切なレジスタに格納されます。
4. 命令を実行します。
- オペコードに基づいて、CU は演算論理装置 (ALU) にオペランドに対して必要な演算を実行するよう指示します。
- ALU は、命令で指定された数学的計算、論理比較、またはその他の演算を実行します。
5. 結果を保存:
- 命令に結果の保存が含まれる場合、CU は結果をメイン メモリまたはレジスタに書き戻します。
6. プログラムカウンターを更新します。
- 命令の実行後、CU はシーケンス内の次の命令を指すように PC を更新します。
7. 以下を繰り返します。
- CPU は、プログラムが完了するまで、プログラム内の各命令の命令フェッチ、デコード、オペランド フェッチ、実行、結果の保存というサイクルを繰り返します。
このプロセス全体を通じて、コントロール ユニットは中央コーディネーターとして機能し、さまざまなコンポーネント間のデータと命令の流れを管理し、プログラムが正しく実行されるようにします。