指令周期的四个阶段详解
指令周期是取出一条指令并执行这条指令的时间。一般由若干个机器周期组成，是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。
指令周期类型有非访内指令的指令周期、取数指令的指令周期、存数指令的指令周期、空操作指令和转移指令的指令周期。
指令不同，所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。
从指令的执行速度看，单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期，三字节指令都是双机器周期，只有乘、除指令占用4个机器周期。
因此在进行编程时，在完成相同工作的情况下，选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率，尤其是在编写大型程序程序的时候，其效果更加明显。
指令周期的四个阶段 非访内指令的指令周期
cla是一条非访内指令，它需要两个cpu 周期，其中取指令阶段需要一个cpu周期，执行指令阶段需要一个cpu周期。
1、取指令阶段
（1）程序计数器pc的内容20（八进制）被装入地址寄存器ar；
（2）程序计数器内容加1，变成21，为取下一条指令做好准备；
（3）地址寄存器的内容被放到地址总线上；
（4）所选存储器单元20的内容经过数据总线，传送到数据缓冲寄存器dr；
（5）缓冲寄存器的内容传送到指令寄存器ir；
（6）指令寄存器中的操作码被译码或测试；
（7）cpu识别出是指令cla，至此，取指令阶段即告结束。
2、执行指令阶段
（1）操作控制器送一控制信号给算术逻辑运算单元alu；
（2）alu响应该控制信号，将累加寄存器ac的内容全部清零，从而执行了cla指令。
取数指令的指令周期 1.送操作数地址
第二个cpu周期主要完成送操作数地址。在此阶段，cpu的动作只有一个，那就是把指令寄存器中的地址码部分（30）装入地址寄存器，其中30为内存中存放操作数的地址。
2.两操作数相加
第三个cpu周期主要完成取操作数并执行加法操作中。在此阶段，cpu完成如下动作：
（1）把地址寄存器中的操作数的地址发送到地址总线上。
（2）由存储器单元30中读出操作数，并经过数据总线传送到缓冲寄存器。
（3）执行加操作：由数据缓冲寄存器来的操作数可送往alu 的一个输入端，已等候在累加器内的另一个操作数（因为cla指令执行结束后累加器内容为零）送往alu的另一输入端，于是alu将两数相加，产生运算结果为0+6=6。这个结果放回累加器，替换了累加器中原先的数0 。
存数指令的指令周期 sta指令的指令周期由三个cpu周期组成。
1.送操作数地址
在执行阶段的第一个cpu周期中，cpu完成的动作是把指令寄存器中地址码部分的形式地址40装到地址寄存器。其中数字40是操作数地址。
2.存储和数
执行阶段的第二个cpu周期中，累加寄存器的内容传送到缓冲寄存器，然后再存入到所选定的存储单元（40）中。cpu完成如下动作：
（1）累加器的内容被传送到数据缓冲寄存器dr；
（2）把地址寄存器的内容发送到地址总线上，即为将要存入的数据6的内存单元号；
（3）把缓冲寄存器的内容发送到数据总线上；
（4）数据总线上的数写入到所选中的存储器单元中，即将数6写入到存储器40号单元中。注意 在这个操作之后，累加器中仍然保留和数6，而存储器40号单元中原先的内容被冲掉 。
空操作指令和转移指令的指令周期 第四条指令即“nop”指令，这是一条空操作指令。其中第一个cpu周期中取指令，cpu把23号单元的“nop”指令取出放到指令寄存器，第二个cpu周期中执行该指令。因译码器译出是“nop”指令，第二个cpu周期中操作控制器不发出任何控制信号。nop指令可用来调机之用。
1.第一个cpu周期（取指令阶段）
cpu把24号单元的“jmp 21”指令取出放至指令寄存器，同时程序计数器内容加1，变为25，从而取下一条指令做好准备。
2.第二个cpu周期（执行阶段）
cpu把指令寄存器中地址码部分21送到程序计数器，从而用新内容21代替pc原先的内容25。这样，下一条指令将不从25单元读出，而是从内存21单元开始读出并执行，从而改变了程序原先的执行顺序。
注意 执行“jmp 21”指令时，我们此处所给的四条指令组成的程序进入了死循环，除非人为停机，否则这个程序将无休止地运行下去，因而内存单元40中的和数将一直不断地发生变化。当然，我们此处所举的转移地址21是随意的，仅仅用来说明转移指令能够改变程序的执行顺序而已
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指令不同，所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。
从指令的执行速度看，单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期，三字节指令都是双机器周期，只有乘、除指令占用4个机器周期。
因此在进行编程时，在完成相同工作的情况下，选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率，尤其是在编写大型程序程序的时候，其效果更加明显。
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cla是一条非访内指令，它需要两个cpu 周期，其中取指令阶段需要一个cpu周期，执行指令阶段需要一个cpu周期。
1、取指令阶段
（1）程序计数器pc的内容20（八进制）被装入地址寄存器ar；
（2）程序计数器内容加1，变成21，为取下一条指令做好准备；
（3）地址寄存器的内容被放到地址总线上；
（4）所选存储器单元20的内容经过数据总线，传送到数据缓冲寄存器dr；
（5）缓冲寄存器的内容传送到指令寄存器ir；
（6）指令寄存器中的操作码被译码或测试；
（7）cpu识别出是指令cla，至此，取指令阶段即告结束。
2、执行指令阶段
（1）操作控制器送一控制信号给算术逻辑运算单元alu；
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取数指令的指令周期 1.送操作数地址
第二个cpu周期主要完成送操作数地址。在此阶段，cpu的动作只有一个，那就是把指令寄存器中的地址码部分（30）装入地址寄存器，其中30为内存中存放操作数的地址。
2.两操作数相加
第三个cpu周期主要完成取操作数并执行加法操作中。在此阶段，cpu完成如下动作：
（1）把地址寄存器中的操作数的地址发送到地址总线上。
（2）由存储器单元30中读出操作数，并经过数据总线传送到缓冲寄存器。
（3）执行加操作：由数据缓冲寄存器来的操作数可送往alu 的一个输入端，已等候在累加器内的另一个操作数（因为cla指令执行结束后累加器内容为零）送往alu的另一输入端，于是alu将两数相加，产生运算结果为0+6=6。这个结果放回累加器，替换了累加器中原先的数0 。
存数指令的指令周期 sta指令的指令周期由三个cpu周期组成。
1.送操作数地址
在执行阶段的第一个cpu周期中，cpu完成的动作是把指令寄存器中地址码部分的形式地址40装到地址寄存器。其中数字40是操作数地址。
2.存储和数
执行阶段的第二个cpu周期中，累加寄存器的内容传送到缓冲寄存器，然后再存入到所选定的存储单元（40）中。cpu完成如下动作：
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