微型計算機執行周期英文解釋翻譯、微型計算機執行周期的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 microcomputer execution cycle

分詞翻譯：

微型計算機的英語翻譯：

【計】 micom; micro-microcomputer; microcomputer; microcomputer system design
microeomputer
【化】 minicomputer

執行周期的英語翻譯：

【計】 E-cycle; execute cycle; execution cycle; executive cycle

專業解析

微型計算機執行周期（Microcomputer Execution Cycle），也稱為指令周期（Instruction Cycle），是指中央處理器（CPU）從内存中獲取一條指令、解碼該指令、執行指令所要求的操作，并将結果寫回（如果需要）的完整過程。這個過程是計算機程式運行的基礎，循環往複地執行以實現程式的邏輯功能。以下是其核心階段的詳細解釋：

取指階段（Fetch Stage）
- 中文釋義：從程式存儲器（通常是内存）中讀取下一條要執行的指令。
- 英文釋義： Retrieving the next instruction to be executed from program memory (typically RAM).
- 過程描述： CPU 内部的程式計數器（Program Counter, PC）寄存器保存着下一條要執行指令的内存地址。控制單元（Control Unit）根據 PC 的值，向内存發出讀請求。内存将對應地址的指令内容通過數據總線（Data Bus）傳送到 CPU 的指令寄存器（Instruction Register, IR）中。隨後，PC 的值會自動遞增（或根據指令長度調整），指向下一條指令的地址，為下一個取指階段做準備。
解碼階段（Decode Stage）
- 中文釋義：解析指令寄存器中的指令内容，确定需要執行的具體操作。
- 英文釋義： Interpreting the instruction in the Instruction Register to determine what operation it specifies.
- 過程描述：指令通常包含操作碼（Opcode）和操作數（Operand）兩部分。操作碼指明要執行的操作類型（如加法 ADD、移動 MOV、跳轉 JMP 等）。控制單元解析操作碼，激活執行該操作所需的 CPU 内部電路路徑。同時，指令中的操作數部分（可能包含寄存器編號、内存地址或立即數）也被識别出來，為執行階段準備數據源或目标位置。
執行階段（Execute Stage）
- 中文釋義：執行指令所指定的具體操作。
- 英文釋義： Performing the operation specified by the instruction.
- 過程描述：算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）或其他功能單元（如浮點單元 FPU）根據解碼階段的結果執行實際操作。操作可能包括：
  - 算術運算（加、減、乘、除）
  - 邏輯運算（與、或、非、異或）
  - 數據移動（在寄存器之間、寄存器與内存之間）
  - 程式控制（條件跳轉、函數調用/返回）
  - 輸入/輸出操作（與外部設備通信）
- 執行過程可能需要從寄存器文件（Register File）或内存中讀取操作數，并将結果暫存或直接寫入目标位置（寄存器或内存）。
寫回階段（Write-back Stage）
- 中文釋義：将執行階段産生的結果數據寫入到指定的目标位置（通常是寄存器或内存）。
- 英文釋義： Writing the result data produced during execution back to the specified destination (typically a register or memory).
- 過程描述：并非所有指令都需要顯式的寫回階段（例如，跳轉指令 JMP 主要改變 PC）。但對于産生結果數據的指令（如算術運算、數據加載），此階段将 ALU 或其他單元的輸出寫入到指令指定的目标寄存器或内存地址中。這個階段更新了 CPU 的狀态（寄存器内容）或内存數據，為後續指令的執行提供了新的上下文。

微型計算機執行周期是一個由取指（Fetch）-> 解碼（Decode）-> 執行（Execute）-> 寫回（Write-back）四個基本階段構成的閉環過程。CPU 以極高的速度（由時鐘信號驅動）周而複始地執行這個周期，逐條處理内存中的程式指令，從而完成複雜的計算和處理任務。理解執行周期是掌握計算機體系結構和程式運行原理的核心基礎。

參考來源：

Patterson, D. A., & Hennessy, J. L. (2017). Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann. (Chapter 4: The Processor) https://www.sciencedirect.com/book/9780128122754/computer-organization-and-design-risc-v-edition
Tanenbaum, A. S., & Austin, T. (2013). Structured Computer Organization (6th ed.). Pearson. (Chapter 4: The Microarchitecture Level) https://www.pearson.com/en-us/subject-catalog/p/structured-computer-organization/P200000003104/9780132916523
Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manuals, Volume 1: Basic Architecture. (Section 3.1: Basic Execution Environment) https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/intel-sdm.html
TechTarget, SearchDataCenter. "Instruction Cycle." https://www.techtarget.com/searchdatacenter/definition/instruction-cycle (Accessed August 2025)

網絡擴展解釋

微型計算機的“執行周期”（Execution Cycle），也稱為指令周期，是指計算機的中央處理器（CPU）從内存中讀取一條指令到完成該指令所規定的操作所需的完整過程。它是計算機運行程式的基本單位，通常分為以下幾個階段：

1.取指階段（Fetch）

CPU從内存中讀取下一條指令。具體步驟包括：

程式計數器（PC）提供當前指令的内存地址。
内存管理單元（MMU）根據地址從内存或緩存中讀取指令。
讀取的指令存入指令寄存器（IR），同時程式計數器自動遞增，指向下一條指令地址。

2.解碼階段（Decode）

CPU對指令進行解析，确定需要執行的操作類型和操作數來源：

控制單元（CU）解析指令的操作碼（Opcode），明确操作類型（如加法、跳轉等）。
确定操作數的來源（如寄存器、内存地址或立即數）。

3.執行階段（Execute）

根據解碼結果執行具體操作，可能包括：

算術邏輯運算（如加減乘除、位運算）。
數據傳輸（如從内存讀取數據到寄存器，或反向操作）。
控制流操作（如條件跳轉、子程式調用）。

4.訪存階段（Memory Access，可選）

若指令需要訪問内存（如加載或存儲數據），則在此階段完成：

從内存讀取數據到寄存器（如LOAD指令）。
将寄存器數據寫入内存（如STORE指令）。

5.寫回階段（Write Back，可選）

将執行結果保存到目标位置：

若操作涉及寄存器或内存，将結果寫入指定位置。
例如，加法運算的結果存回目标寄存器。

補充說明

時鐘周期（Clock Cycle）：CPU執行一個基本操作的最小時間單位，由主頻決定（如1 GHz的CPU每秒有10億個時鐘周期）。
指令周期：完成一條指令所需的時間，通常包含多個時鐘周期。例如，簡單指令可能需1個周期，複雜指令（如浮點運算）可能需多個周期。
流水線技術：現代CPU通過将執行周期拆分為多個并行階段，實現多條指令的重疊執行，提高效率。

公式表示

若用公式描述執行周期的時間： $$ text{總執行時間} = text{指令數} times text{平均指令周期數} times text{時鐘周期時間} $$

其中，優化執行周期的核心在于減少指令數、縮短時鐘周期時間或降低平均指令周期數。