计算机指令执行过程

初代计算机主要是为了军事数学计算服务，最初应用的计算机没有存储器，为了计算需要对机器进行大量的指令和线路调整，逐步改进直至现代，主流计算机主要以存储器为中心架构，存储器主要存储指令和数据。

一、前置知识

• 计算机的组成有：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。一开始计算机的两大操作都要经过运算器，包括数据运算和输入输出操作，因此运算器成为了计算机性能的制约因素，后来将IO操作（输入输出操作）抽离出来，允许外部设备和存储器通信的同时CPU（运算器）可以进行运算。这之后便使得存储器成为了制约计算机性能的主要因素。

• 存储器相关存在MAR（存储地址寄存器）和MDR（存储数据寄存器），前者存储需要操作的存储器地址，后者存储取出来或者存进去的数据。
  

• 控制器相关存在PC（程序计数器）和IR（指令寄存器），前者和存储器通信负责记录（发送自增执行地址字节）即将执行的指令地址，后者则是运算器根据其内容进行指令解码从而对其他单元进行控制。
  

二、 加载指令的执行

1. 首先根据机器码确定第一条指令的地址，并将其设置进PC中；
2. MAR根据PC所存的地址访问存储单元；
3. MDR接收地址对应的指令；
4. IR接收指令；
5. CPU解码指令；
6. CPU控制MAR和MDR对存储器进行取数据，对寄存器进行存数据。

其他相关术语

注：指令字长不一定等于存储字长，而机器字长也不一定等于存储字长，如若操作是对A、B两三十二位数字进行加法，则机器字长就是32位。