取指令周期英文解釋翻譯、取指令周期的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 instruction fetch cycle

分詞翻譯：

取的英語翻譯：

adopt; aim at; assume; choose; fetch; get; take
【計】 fetch
【醫】 recipe; superscription

指令周期的英語翻譯：

【計】 instruction cycle

專業解析

在計算機體系結構中，“取指令周期”（Instruction Fetch Cycle）是CPU執行一條機器指令的第一個核心階段，其英文對應術語為Instruction Fetch Cycle 或Fetch Cycle。該周期專門負責從存儲器中讀取下一條待執行的指令，并将其加載到CPU内部的指令寄存器中，為後續的譯碼和執行階段做準備。

取指令周期的詳細步驟與含義：

程式計數器（PC）提供地址：
- 當前程式計數器（Program Counter, PC）寄存器中保存着下一條要執行的指令在内存中的地址。
- CPU 将該地址輸出到地址總線（Address Bus）上。
内存讀取操作：
- 内存子系統（如RAM）接收到地址總線上的地址信號。
- 内存控制器根據該地址定位到存儲單元，并将該單元中存儲的指令代碼（二進制數據）讀出，放置到數據總線（Data Bus）上。
指令加載到指令寄存器（IR）：
- CPU 通過數據總線接收從内存讀取的指令代碼。
- 該指令代碼被加載（或寫入）到CPU内部的指令寄存器（Instruction Register, IR）中。此時，指令正式進入CPU内部處理流程。
程式計數器更新：
- 在取指操作完成後（或同時），程式計數器（PC）的值會自動遞增（通常是增加當前指令的長度，例如1個字長或幾個字節），以指向内存中的下一條指令地址。這為下一個取指周期做好準備。如果是分支或跳轉指令，PC 的值會在後續的執行周期中被修改為目标地址。

關鍵點：

目的：取指令周期的唯一目的是将下一條要執行的指令從内存傳輸到CPU的指令寄存器中。
位置：它是指令執行周期的第一個階段（Fetch -> Decode -> Execute -> [可能還有Store等]）。
硬件參與：涉及的主要硬件包括程式計數器（PC）、地址總線、内存（RAM）、數據總線、指令寄存器（IR）以及相關的控制電路。
時間：取指令周期通常占用一個或多個CPU時鐘周期。其耗時取決于内存訪問速度（如是否命中緩存）和總線帶寬。
流水線：在現代流水線處理器中，取指單元（Fetch Unit）會持續不斷地進行取指操作，試圖在每個時鐘周期都填滿流水線，以提高效率。

權威參考來源：

David A. Patterson and John L. Hennessy, "Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface" (如 ARM Edition 或 RISC-V Edition)：該經典教材在講解CPU數據通路和指令執行過程時，會詳細闡述取指令周期的步驟和涉及的硬件組件。具體章節通常為介紹處理器數據通路和流水線設計的部分。
Andrew S. Tanenbaum, "Structured Computer Organization"：本書在解釋計算機層次結構和CPU内部工作原理時，會涵蓋取指令周期的概念。
William Stallings, "Computer Organization and Architecture"：這本教材系統地介紹了計算機組成原理，包括CPU結構和指令周期（含取指階段）的詳細描述。

網絡擴展解釋

“取指令周期”（Instruction Fetch Cycle）是計算機中央處理器（CPU）執行指令過程中的第一個階段，屬于指令周期的一部分。它是指CPU從内存中獲取下一條待執行指令的過程，具體步驟如下：

程式計數器（PC）指向指令地址
程式計數器存儲下一條待執行指令的内存地址。在取指令周期開始時，CPU将PC中的地址發送到地址總線。
從内存讀取指令
内存根據地址總線上的地址，通過數據總線将對應的指令内容傳輸到CPU内部的指令寄存器（IR）中。
更新程式計數器
指令讀取完成後，程式計數器自動遞增（或根據指令長度調整），指向下一條指令的地址，為下一個周期做準備。

關鍵特點

硬件依賴：涉及内存、地址/數據總線、控制總線等組件協作。
時序性：通常需要1個或多個時鐘周期完成，具體由内存訪問速度和CPU架構決定。
流水線優化：現代CPU采用流水線技術并行處理多個指令的取指、譯碼等階段，提升效率。

與其他階段的關系

取指令周期是指令周期的第一步，後續階段包括：

譯碼周期：解析指令的操作碼和操作數。
執行周期：執行指令對應的操作（如算術運算）。
訪存周期（可選）：若需訪問内存數據（如加載/存儲指令）。
寫回周期（可選）：将結果寫入寄存器或内存。

通過重複這些周期，CPU逐條執行程式指令，完成計算任務。