CPU 怎么执行程序：PC 与 IR 到底各干什么

软考 · 计算机组成原理 ｜ 2024上·综合知识 #1 ｜ 点「下一步」一步步看，重点看第 5 步和第 26 步

⏱ 30 秒前置知识（忘光了也能看懂）

  1. 内存 = 一长排带编号（地址）的小格子，程序编译后的指令和数据都躺在格子里
  2. CPU 不是一口气运行程序的，而是死循环：取指令 → 译码 → 执行 → 再取下一条
  3. 寄存器 = CPU 肚子里几个小格子，分工固定：PC 管导航（下一条去哪读）、IR 管当前指令、MAR 管报地址、MDR 管转运数据、ACC 是算术工作台
  4. 每条指令 = 操作码（干什么）+ 操作数（对谁干）——页面上寄存器和内存格子里的小框，就按这个拆分着色：绿=地址、橙=操作码、蓝=操作数、白=数据
  5. 内存列的标记：👉 PC 指向这 = 书签当前夹的格子（PC 只有一个格子，值是被覆盖更新的）；✓ = 已被取走执行的指令——点"下一步"能看到书签沿内存一格格下移
🚶 一条指令的旅程随动画播放高亮当前位置（每个格子 = 完整英文名 + 中文名）
CPU 内部
PC 程序计数器Program Counter
书签：下一条指令的地址
IR 指令寄存器Instruction Register
当前正在执行的指令本体
MAR 地址寄存器Memory Address Register
对内存喊话：读哪个地址
MDR 数据寄存器Memory Data Register
数据/指令进出的转运站
ACC 累加器Accumulator
ALU 算数的工作台
ALU + 控制单元算数 / 译码 / 发号施令Arithmetic Logic Unit
ID 指令译码器Instruction Decoder
等待译码…
拆操作码 → 翻译成微操作
PSW 状态寄存器Program Status Word
记录结果状态：条件跳转的依据
地址总线Address Bus
CPU → 内存报门牌号
数据总线Data Bus
传数据 / 传指令
内存（每行一个格子）

PC 程序计数器 = 书签(Program Counter)

IR 指令寄存器 = 当前这页(Instruction Register)

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寄存器职责考试常见问法
PC
Program Counter		下一条指令的地址"跟踪后继指令地址"；顺序执行自动+1；转移指令修改它
IR
Instruction Register		当前执行的指令本体"存放当前正在执行的指令"
MAR/AR
Memory Address Register		CPU 欲访问的内存地址"对内存操作的地址存放于"
MDR/DR
Memory Data Register		与内存交换的数据"读出/写入的数据暂存于"
ACC
Accumulator		ALU 工作台（累加）运算数据/结果的存放处
PSW
Program Status Word		标志位：零/进位/溢出/符号条件转移指令（JE 等）的判断依据