介绍 ：
由于指令是程序的一部分，存储在内存中，所以每次处理器需要执行一条指令时，处理器都会先从内存中取出指令，然后对指令进行解码，然后再执行指令。整个过程称为一个指令周期。
指令周期状态转移图
指令执行：
指令执行需要以下步骤，分别是
- 处理器的PC(程序计数器)寄存器给出了需要从内存中取出的指令的地址。
- 如果然后取指令，则对指令操作码进行解码。在解码时，处理器识别操作数的数量。如果有任何要从内存中取出的操作数，则计算该操作数地址。
- 从内存中获取操作数。如果操作数不止一个，则可以重复取操作数的过程(即地址计算和取操作数)。
- 之后，对操作数进行数据运算，并产生结果。
- 如果必须将结果存储在寄存器中，则指令到此结束。
- 如果目标是内存，那么首先必须计算目标地址。然后将结果存储在存储器中。如果有多个结果需要存储在内存中，那么这个过程可能会重复(即目的地址计算和存储结果)。
- 现在已经执行了当前的指令。同时，PC 递增以计算下一条指令的地址。
- 然后重复上述指令循环以获取更多指令。
直线排序：
- 直线排序是指程序的指令按顺序执行(即每次PC 增加一个固定的偏移量)。
- 并且PC 上没有加载分支地址。
例子 –
- 在这里，程序和数据存储在同一个内存中，即冯诺依曼架构。
- 程序的第一条指令存储在地址 i。 PC给出地址i，从内存中取出存储在该地址i处的指令，然后解码，然后从内存中取出操作数A并存储在临时寄存器中，然后执行指令(即地址A的内容被复制到处理器中)寄存器 R0)。
- 在解码或执行期间并排，PC 增加 4(即它包含下一条指令的地址)，因为指令和内存段是 4 个字节。所以地址i处的指令被执行。
- 所以每次PC都加4。因此，程序是按顺序执行的。而这个过程称为直线排序。
示例 2 –
用于添加 n 个数字的直线排序程序。
- 包含n个数字的内存位置的地址表示为NUM1,NUM2…..NUMn(即NUM1地址包括第一个数字)。
- 第一个数字存储在处理器寄存器 R0 中。并且每隔一个数字将添加到寄存器 R0。最后，当程序结束时(即n个数字相加，结果放在内存位置SUM
用于添加n个数字的直线排序程序
- 第二种方法是使用循环添加n个数字。但是这里没有使用直线排序，因为每次循环迭代结束时，PC 必须加载分支地址，程序从该地址开始执行。
- 这里位置 N 存储了 n 的值。处理器寄存器 R1 用作计数器来确定循环执行的次数。
- 在程序执行开始时，位置 N 的内容被移动到 R1 中。
- 之后，寄存器 R0 被清除。
- 地址 LOOP 被一次又一次地重新加载，直到 R1 变为 0(这意味着所有数字都被添加)。每添加一个数字，那么 R1 的值就会递减。
- 当 R1 变为 0 时，我们退出循环，并将存储在 R1 中的结果复制到内存位置 SUM 中。
