一、指令周期的基本概念
CPU每取出並執行一條指令所需的全部時間叫指令周期，也即CPU完成一條指令的時間叫指令周期，如下圖所示。圖中的取指階段完成取指令和分析指令的操作，又叫取指周期；執行階段完成執行指令的操作，又叫執行周期。在大多數情況下， CPU就是按取指－執行－再取指－再執行……的順序自動工作的。
由於各種指令操作功能不同，因此各種指令的指令周期是不相同的。例如無條件轉移指令JMP X， 在執行階段不需訪問主存，而且操作簡單，完全可以在取指階段的后期將轉移地址X送至PC， 以達到轉移的目的。這樣， JMP X指令的指令周期就是取指周期。又如一地址格式的加法指令ADD X，在執行階段首先要從X所指示的存儲單元中取出操作數，然后和ACC的內容相加，結果存於ACC，故這種指令的指令周期在取指和執行階段各訪問一次存儲器，其指令周期就包括兩個存取周期。再如乘法指令，其執行階段所要完成的操作比加法指令多得多，故它的執行周期超過了加法指令，如下圖所示。
此外，當遇到間接尋址的指令時，由於指令字中只給出操作數有效地址的地址，因此，為了取出操作數，需先訪問一次存儲器，取出有效地址，然后再訪問存儲器，取出操作數。這樣，間接尋址的指令周期就包括取指周期、間址周期和執行周期三個階段，其中間址周期用於取操作數的有效地址，因此間址周期介於取指周期和執行周期之間，如下圖所示。
由第五章可知，當CPU采用中斷方式實現主機與I/O交換信息時，CPU在每條指令執行階段結束前， 都要發中斷查詢信號，以檢測是否有某個I/O提出中斷請求。如果有請求，CPU則要進入中斷響應階段，又稱中斷周期。在這階段， CPU必須將程序斷點保存到存儲器中。這樣，一個完整的指令周期應包括取指、間址、執行和中斷4個子周期，如下圖所示。由於間址周期和中斷周期不一定包含在每個指令周期內，故圖中用菱形框判斷。
總之，上述4個周期都有CPU訪存操作， 只是訪存的目的不同。取指周期是為了取指令，間址周期是為了取有效地址，執行周期是為了取操作數(當指令為訪存指令時)，中斷周期是為了保存程序斷點。這4個周期又可叫CPU的工作周期，為了區別它們，在CPU內可設置4個標志觸發器，如下圖所示。
圖中的FE、IND，EX和INT分別對應取指、間址、執行和中斷4個周期，並以“1”狀態表示有效；它們分別由1→FE、1→IND、1→EX和1→INT4個信號控制。
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