理論上說(shuō)，應(yīng)用程序里的指令可以分成用于向操作系統(tǒng)請(qǐng)求特定的服務(wù)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(gè)字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段。

理論上說(shuō)，應(yīng)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(qǐng)求特定的服務(wù)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(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。

中央處理器主要包括運(yùn)算器（算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）及實(shí)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(chǔ)器（Memory）和輸入/輸出（I/O）設(shè)備合稱為電子計(jì)算機(jī)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(gè)字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段。每條指令的第一個(gè)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(lái)即為sub指令。

處理指令流程

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

每條指令需要1~6個(gè)字節(jié)不等，這取決于需要哪些字段。每條指令的第一個(gè)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(lái)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(chǔ)器讀取指令字節(jié)，放到指令存儲(chǔ)器(CPU中)中，地址為程序計(jì)數(shù)器(PC)的值。它按順序的方式計(jì)算當(dāng)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(zhǎng)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(gè)操作數(shù)。（即一次最多讀取兩個(gè)寄存器中的內(nèi)容）

執(zhí)行(execute)

在執(zhí)行階段會(huì)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(duì)其他指令，它會(huì)作為一個(gè)加法器來(lái)計(jì)算增加或減少棧指針，或者計(jì)算有效地址，或者只是簡(jiǎn)單地加0，將一個(gè)輸入傳遞到輸出。

條件碼寄存器(CC)有三個(gè)條件位。ALU負(fù)責(zé)計(jì)算條件碼新值。當(dāng)執(zhí)行一條跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，會(huì)根據(jù)條件碼和跳轉(zhuǎn)類型來(lái)計(jì)算分支信號(hào)cnd。

訪存(memory)

訪存階段，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(CPU中)讀出或?qū)懭胍粋€(gè)存儲(chǔ)器字。指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問(wèn)的是相同的存儲(chǔ)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(gè)結(jié)果到寄存器文件。寄存器文件有兩個(gè)寫端口。端口E用來(lái)寫ALU計(jì)算出來(lái)的值，而端口M用來(lái)寫從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀出的值。

更新PC(PC update)

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