Как происходит процесс обработки инструкций в современном центральном процессоре?

Процесс обработки инструкций в современном центральном процессоре (ЦП) происходит в рамках цикла выборки-выполнения: www.freecodecamp.org

1. Выборка. www.freecodecamp.org ЦП извлекает инструкцию из памяти. www.freecodecamp.org
2. Декодирование. www.freecodecamp.org Полученная инструкция декодируется для определения требуемого действия. www.freecodecamp.org
3. Выполнение. www.freecodecamp.org Декодированная инструкция выполняется с использованием соответствующих компонентов процессора. www.freecodecamp.org
4. Обратная запись. www.freecodecamp.org Результат выполнения записывается обратно в память или регистр. www.freecodecamp.org

Некоторые этапы процесса:

• Блок управления процессора забирает из оперативной памяти, где находится программа, определённые данные и команды, которые требуется выполнить. www.nic.ru otus.ru Вся эта информация загружается в кэш-память. www.nic.ru otus.ru
• Получение данных из кэша. www.nic.ru otus.ru Процессор записывает их в регистры. www.nic.ru otus.ru При этом инструкции отправляются в регистры команд, а значения помещаются в регистры данных. www.nic.ru otus.ru
• Выполнение команд. www.nic.ru otus.ru После считывания инструкций и данных арифметико-логическое устройство выполняет эти команды. www.nic.ru otus.ru
• Запись результатов. www.nic.ru otus.ru Результаты выполнения команд записываются в регистры. www.nic.ru otus.ru Если вычисления завершены, то они записываются также в буферную память процессора. www.nic.ru
• Сохранение результатов. www.nic.ru otus.ru Если цикл вычислений завершён, результат сохраняется в оперативной памяти компьютера, чтобы освободить место в буферной памяти ЦП для новых вычислений. www.nic.ru otus.ru

Процессоры могут выполнять несколько задач одновременно благодаря нескольким ядрам и потокам. dzen.ru Многоядерные процессоры могут обрабатывать несколько инструкций одновременно, ускоряя выполнение программ и многозадачность. dzen.ru