Von-Neumann-Zyklus

Allgemein

Der Prozess der Befehlsverarbeitung bei Von-Neumann-Rechnern wird Von-Neumann-Zyklus genannt und besteht aus folgenden 5 nacheinander ablaufenden Teilschritten.

FETCH
DECODE
FETCH OPERANDS
EXECUTE
UPDATE INSTRUCTION POINTER

Ein Teilschritt kann mehrere Takte dauern. Moderne Zentralprozessoren für PC führen heutzutage, in einer Sekunde bis zu 3,6 Mrd. (3.600.000.000) Takte aus (Stand: 1/2005).

Die Teilschritte

FETCH

In das Befehls-Register, das zusammen mit Steuerwerk und Rechenwerk (ALU) die CPU darstellt, wird aus RAM- oder ROM-Speicher der nächste zu bearbeitende Befehl geholt.

DECODE

Der Befehl wird durch das Steuerwerk in Schaltinstruktionen für das Rechenwerk aufgelöst (übersetzt).

FETCH OPERANDS

Aus RAM oder ROM werden nun die Operanden geholt: die Werte, die durch den Befehl verändert werden sollen bzw. die als Parameter verwendet werden.( . Y . )

EXECUTE

Die Operation wird vom Rechenwerk ausgeführt. An dieser Stelle wird, so vom Programm gewünscht, auch der Befehlszähler verändert (Sprungbefehl).

UPDATE INSTRUCTION POINTER

Der Befehlszähler wird erhöht. Das geschieht parallel zum DECODE und FETCH OPERANDS. Beim EXECUTE kann der Befehlszähler wieder verändert werden (Sprungbefehl).

Jetzt kann der Zyklus von vorn beginnen.