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　　0.7.2 计算机系统的基本工作原理

　　1. 计算机的指令系统

　　指令是指能被计算机识别并执行的二进制代码，它规定了计算机能够完成的某一种操作。一条指令通常由如下两个部分组成：

　　• 操作码：它用于指明该指令要完成的操作，如存数、取数等。操作码的位数决定了一个机器指令的条数。当使用定长度操作码格式时，若操作码位数为n，则指令条数可有2n条。

　　• 操作数：它是指操作对象的内容或者所在的单元格地址。在大多数情况下，操作数是地址码，地址码有0～3位。从地址代码得到的仅是数据所在的地址，既可以是源操作数的存放地址，也可以是操作结果的存放地址。

　　2. 计算机的工作原理

　　计算机的工作过程实际上是快速地执行指令的过程。计算机在工作时，共有两种信息在流动，一种是数据流，另一种是控制流。

　　数据流是指原始数据、中间结果、结果数据、源程序等。控制流是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，用于指挥各部件之间协调地工作。

　　下面通过指令的执行过程来认识计算机的基本工作原理吧！计算机的指令执行过程可分为如下几个步骤。

　　1）取指令。从内存储器中取出指令送到指令寄存器。

　　2）分析指令。对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电信号，并由地址码确定操作数的地址。

　　图0-38 指令的执行过程

　　3）执行指令。它是由操作控制线路发出的完成该操作所需要的一系列控制信息，以完成该指令所需要的操作。

　　4）为执行下一条指令做准备。形成下一条指令的地址，指令计数器指向存放下一条指令的地址，最后控制单元将执行结果写入内存。

　　上述步骤执行完毕后，也就完成了一条指令，一条指令的执行过程称为一个“机器周期”。指令的执行过程如图0-38所示。

　　计算机在运行时，CPU从内存读取一条指令到CPU内执行，指令执行完毕，再从内存读取下一条指令到CPU执行。CPU不断地读取指令、分析指令、执行指令，再读取下一条指令，这就是程序的执行过程。

　　总之，计算机的工作就是执行程序，即自动连续地执行一系列指令，而程序开发人员的工作就是编制程序，使计算机持续地工作。 Linux/Unix技术丛书·跟老男孩学Linux运维：核心基础篇（上）（第2版）