Ciclo de instrução do processador
O ciclo de instrução consiste em uma série de etapas que são repetidas continuamente enquanto o Processador estiver operando, sendo elas:
Busca (Fetch):
A CPU busca a próxima instrução a ser executada na memória principal ou cache. A localização dessa instrução é determinada pelo Program Counter que aponta para o endereço de memória da próxima instrução a ser buscada.
O conteúdo desse endereço é então transferido para o Instruction Register, dentro da CPU, para ser decodificado e executado.
Decodificação (Decode)
A instrução buscada é decodificada para determinar qual operação deve ser executada e quais operandos (dados) serão necessários para essa operação.
Dependendo da arquitetura do processador, a instrução pode ser dividida em partes menores que indicam a operação, os registradores envolvidos e quaisquer constantes ou endereços de memória associados.
Execução (Execute)
Nesta etapa, a CPU realiza a operação especificada pela instrução. Isso pode envolver cálculos aritméticos, operações lógicas, acesso à memória ou transferência de dados entre registradores.
Os operandos necessários para a execução da instrução são buscados nos registradores da CPU, na memória principal ou na cache, conforme necessário.
Acesso à Memória (Memory Access)
Se a instrução envolver acesso à memória principal, como carregar ou armazenar dados, esta etapa ocorre após a etapa de execução.
Durante o acesso à memória, os dados são transferidos entre a CPU e a memória principal ou cache, conforme necessário. Isso pode envolver a leitura de operandos, gravação de resultados ou outras operações de transferência de dados.
Escrita de Resultados (Write Back)
Finalmente, se a instrução gerar algum resultado que precise ser armazenado, essa etapa ocorre após o acesso à memória.
Os resultados da instrução são escritos de volta nos registradores relevantes da CPU ou na memória, conforme especificado pela instrução.
Após a conclusão dessas etapas, o ciclo de instrução é repetido com a próxima instrução a ser buscada. Este processo continua até que o programa seja encerrado ou interrompido. Cada uma dessas etapas é crucial para o funcionamento correto e eficiente da CPU na execução de instruções.