计算机中的指令执行过程是什么（计算机执行一条指令是什么意思）

我们都编写郭计算机程序，比如C语言，程序编写完成之后，经过编译连接以后，没有错误的话，我们就可以直接点击运行，程序便可以执行完毕。计算机执行一条指令的过程，可能我们觉得很简单，但细想一下，里面的过程可能并不是很简单。

这里尝试从硬件的角度来简单解释一下一条指令的执行过程。

首先，计算机中的任何信息，都是以二进制表示的，所以，计算机中的指令也不例外。

这里以汇编语言中的汇编指令为例进行说明。如图1所示，每条汇编指令都对应这一个二进制数字，这个二进制数字就是指令机器码。为了说明方便，我们假设汇编指令ADD a,1对应的机器码是一个四位二进制数字，比如1101。ADD a,1这条指令的作用是把A寄存器的内容加1，如果我们假设A寄存器中的内容原来是0，那么，这条指令的执行结果就是寄存器A中的内容变成了1。

图1

接下来我们简单看一下计算机指令的执行步骤，如图2所示。首先，计算机指令都是放在内存中的，这就好像一个老板交代他的秘书要做多少事情，然后12345列在一张纸条上，那张纸条就相当于内存。接下来，这个指令就要由内存传送到CPU去执行，这个传送过程是由计算机主板上的电路和数据线等等设备实现的，这个过程就相当于秘书要执行老板交代的那些事情，那他就必须按照那张纸条上 的规定一件件去完成。当他从纸条上看到第一件事，并把这件事记进自己脑袋瓜的时候，就相当于一条指令由内存传送进了CPU，CPU就相当于人脑。

图2

接下来就是指令的执行过程。秘书看到纸条上的第一条指令以后，他的大脑会对那条指令进行分析思考，然后驱动自己的手脚去完成老板交代的第一件事情，对于秘书来说，这个过程是由他的神经系统完成的。同样，这条指令传送到CPU以后，如图2所示的指令寄存器，接下来就必须由CPU的电路系统来执行完成。图2表示，执行这条指令的电路系统是运算单元，为了方便，我们假设图2中运算单元的电路大概和图3类似。

前面已经假设，ADD a,1这条指令对应的机器码是1101，这个时候我们只要在图3 的输入端

ABCD分别输入电压（5v,5v,0v,5v）,之后图3的电路就会有一个运行结果Y0--Y9。前面我们已经假设，ADD a,1这条指令的运行结果是使得A寄存器的内容变成1，这个时候我们就可以认为Y0--Y9的电压是Y0--Y8都是0v,而Y9是5V(对应数字1)。

图3

再由图4看出，ALU(运算单元)是和寄存器（累加器）A连接在一起的，所以只要把Y0--Y9的电压值保存进累加器A,那么，ADD a,1这条指令就算执行完毕。

图4

从以上过程可以看出，计算机执行一条指令，和一个人完成一件事情的过程大概相似，只不过人是由神经系统驱动自己的手脚去完成，电脑是CPU驱动电路来完成。