Cuando el procesador ejecuta las instrucciones de un programa existe una sección que revisa los aspectos clave en la ejecución de un programa, esta sección tiene dos etapas:
La ejecución de un programa consiste en la repetición del proceso de captación de instrucción y ejecución de instrucciones.
La ejecución de la instrucción puede a su vez estar compuesta de cierto número de pasos (El procesamiento que requiere una instrucción se denomina ciclo de instrucción).
Se representa en la diagrama de abajo utilizando la descripción simplificada de dos etapas explicadas arriba. Los dos pasos se denotan como ciclo de captación y ciclo de ejecución. La ejecución del programa se para solo si la máquina se desconecta, se produce algún tipo de error irrecuperable o ejecuta una instrucción del programa que detiene al computador.
<aside> ⚠️ Este es el diagrama básico, más adelante se ve el completo en el cuál se pueden ocasionar más de una referencia a memoria y también cuando una instrucción puede especificar una operación de E/S
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Al comienzo de cada ciclo de instrucción, la CPU capta una instrucción de memoria. Se lee registro llamado contador de programa (PC, Program Counter) para seguir la pista de la instrucción que debe captase a continuación.
A no ser que se indique otra cosa, la CPU siempre incrementa el PC después de captar cada instrucción, de forma que captará la siguiente instrucción de la secuencia (la instrucción situada en la siguiente dirección de memoria).
La instrucción captada se almacena en un registro de la CPU conocido como registro de instrucción (IR, Instruction Register). La instrucción se escribe utilizando un código binario que especifica la acción que debe realizar la CPU. La CPU interpreta la instrucción y lleva a cabo la acción requerida. En general, esta puede ser de cuatro tipos: