● 第三阶段：执行指令阶段（EX，execute）

具体实现指令的功能。CPU的不同部分被连接起来，以执行所需的操作。

● 第四阶段：访存取数阶段（MEM，memory）

根据指令需要访问主存、读取操作数，CPU得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。

部分指令不需要访问主存，则可以跳过该阶段。

● 第五阶段：结果写回阶段（WB，write back）

作为最后一个阶段，结果写回阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式。

结果数据一般会被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取；许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的操作结果，可被用来影响程序的动作。

在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就从程序计数器中取得下一条指令地址，开始新一轮的循环，下一个指令周期将顺序取出下一条指令。

三、CPU内部核心部分

● 运算器

运算器是指计算机中进行各种算术和逻辑运算操作的部件，其中算术逻辑单元是中央处理的核心部分。

（1）ALU（算术逻辑单元）:

算术逻辑单元是指能实现多组算术运算与逻辑运算的组合逻辑电路。ALU的运算主要是进行二位元算术运算，如加法、减法、乘法。

（2）IR（中间寄存器）:

IR的长度128位，它的实际长度是通过操作数来决定的。

（3）ACC（运算累加器）:

当前的寄存器一般都是单累加器，其长度为128位。对于ACC来说，可以将它看成可变长的累加器。

在叙述指令过程中，ACC长度的表示一般都是将ACS的值作为依据，而ACS长度与 ACC 长度有着直接联系，ACS长度的加倍或减半也可以看作ACC长度加倍或减半。

（4）DR（描述字寄存器）:

其主要应用于存放与修改描述字中。DR的长度为64位，为了简化数据结构处理，使用描述字发挥重要作用。

（5）B寄存器:

B寄存器在指令的修改中发挥重要作用，它的长度为32位，在修改地址过程中能保存地址修改量，主存地址只能用描述字进行修改。

指向数组中的第一个元素就是描述字， 因此，访问数组中的其它元素应当需要用修改量。

对于数组成来说，它是由大小一样的数据或者大小相同的元素组成，且是连续存储，常见的访问方式为向量描述字，因为向量描述字中的地址为字节地址。

所以，在进行换算过程中，首先应当进行基本地址的相加。对于换算工作来说，主要是由硬件自动实现，在这个过程中尤其要注意对齐，以免越出数组界限。

● 控制器

控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动与反向的主令装置。

控制器由程序状态寄存器PSR，系统状态寄存器SSR， 程序计数器PC，指令均存器等组成，其作为“决策机构”，主要任务就是发布命令，发挥着整个计算机系统操作的协调与指挥作用。

控制的分类主要包括两种，分别为组合逻辑控制器、微程序控制器，两个部分都有各自的优点与不足。

其中组合逻辑控制器结构相对较复杂，但优点是速度较快；微程序控制器设计的结构简单，但在修改一条机器指令功能中，需对微程序的全部重编。

四、CPU的性能指标

对于CPU而言，影响其性能指标主要有主频、 CPU的位数以及CPU的缓存指令集。

CPU的主频，指的就是时钟频率，它直接的决定了CPU的性能，因此要想CPU的性能得到很好地提高，提高CPU的主频是一个很好地途径。

CPU的位数指的就是处理器能够一次性计算的浮点数的位数，通常情况下，CPU的位数越高，CPU 进行运算时候的速度就会变得越快。现在CPU的位数一般为32位或者64位。

以前人们使用的计算机都是32位系统， 近年来人们使用的计算机的处理器中64位所占用的比例则显得更多，这是因为64位的计算机的运行速度变得更快，提高了人们的工作效率。

CPU的缓存指令集是存储在CPU内部的，主要指的是能够对CPU的运算进行指导以及优化的硬程序。

一般来讲，CPU 的缓存可以分为一级缓存、二级缓存和三级缓存，而那些处理能力比较强的处理器则一般具有较大的三级缓存。

芯片制造商通常会设计具有足够公差的CPU，以处理一些超频，但是这样会导致CPU过热或者CPU时钟信号产生低频干扰。

所以，不一定要全速运行CPU，这样可以节省大量的电量，这种设计一般应用在笔记本电脑和智能等具有电池功能的设备中，这种为了满足有时全速有时低速的设计，称为动态频率缩放。

到这里CPU内部的运行基本上就可以告一段落了，我们也对CPU有了一定的了解，后面要再深研究CPU，其实还有很多内部结构和外部电路搭建等都是需要学习和掌握的，希望这篇文章对你了解CPU有所帮助。返回搜狐，查看更多