理論上說，應用程序里的指令可以分成用于向操作系統(tǒng)請求特定的服務和中央處理器（CPU）的指令集。CPU操作指令的處理流程大概分為：取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、寫回等幾步；每條指令需要1~6個字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段。

理論上說，應用程序里的指令可以分成中央處理器（CPU）的指令集以及用于向操作系統(tǒng)請求特定的服務這兩類。

中央處理器（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺計算機的運算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)。

中央處理器主要包括運算器（算術邏輯運算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲器（Cache）及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)（Data）、控制及狀態(tài)的總線（Bus）。它與內(nèi)部存儲器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設備合稱為電子計算機三大核心部件。

CPU操作指令的處理流程大概分為：取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、寫回等幾步。每條指令需要1~6個字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段。每條指令的第一個字節(jié)表明指令的類型：高4位是代碼部分(例：6為整數(shù)類操作指令)，低4位是功能部分(例：1為整數(shù)類中的減法指令) 61合起來即為sub指令。

處理指令流程

指令集的一個重要性質就是字節(jié)編碼必須有唯一的解釋。任意一個字節(jié)序列要么是一個唯一的指令序列的編碼，要么就不是一個合法的字節(jié)序列。因為每條指令的第一個字節(jié)有唯一的代碼和功能組合，給定這個字節(jié)，我們就可以決定所有其他附加字節(jié)的長度和含義。

每條指令需要1~6個字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段。每條指令的第一個字節(jié)表明指令的類型：高4位是代碼部分(例：6為整數(shù)類操作指令)，低4位是功能部分(例：1為整數(shù)類中的減法指令) 61合起來即為sub指令。

下面是處理每條指令的流程圖：

取指(fetch)

取值階段從存儲器讀取指令字節(jié)，放到指令存儲器(CPU中)中，地址為程序計數(shù)器(PC)的值。它按順序的方式計算當前指令的下一條指令的地址(即PC的值加上已取出指令的長度)。

譯碼(decode)

ALU從寄存器文件(通用寄存器的集合)讀入最多兩個操作數(shù)。（即一次最多讀取兩個寄存器中的內(nèi)容）

執(zhí)行(execute)

在執(zhí)行階段會根據(jù)指令的類型，將算數(shù)/邏輯單元(ALU)用于不同的目的。對其他指令，它會作為一個加法器來計算增加或減少棧指針，或者計算有效地址，或者只是簡單地加0，將一個輸入傳遞到輸出。

條件碼寄存器(CC)有三個條件位。ALU負責計算條件碼新值。當執(zhí)行一條跳轉指令時，會根據(jù)條件碼和跳轉類型來計算分支信號cnd。

訪存(memory)

訪存階段，數(shù)據(jù)存儲器(CPU中)讀出或寫入一個存儲器字。指令和數(shù)據(jù)存儲器訪問的是相同的存儲器位置，但是用于不同的目的。

寫回(write back)

寫回階段最多可以寫兩個結果到寄存器文件。寄存器文件有兩個寫端口。端口E用來寫ALU計算出來的值，而端口M用來寫從數(shù)據(jù)存儲器中讀出的值。

更新PC(PC update)

根據(jù)指令代碼和分支標志，從前幾步得出的信號值中，選出下一個PC的值。