取指—解碼—執行週期

把 CPU 剝到只剩它唯一不斷重複的心跳，你會發現它永遠在跑的一個小迴圈。無論機器在算遊戲畫面還是閒置在登入提示符前，跑的都是同一個迴圈。這個迴圈就是取指—解碼—執行週期，是儲存程式電腦取得進展的基本節奏。

週期的一輪有三步。取指：讀取程式計數器所存位址上的指令，並把程式計數器推進到越過它。解碼：控制單元搞清楚那條指令是什麼、運算元是什麼。執行：把它做出來——讓運算元穿過 ALU、讀或寫某個暫存器或記憶體，或者若是分支，就把新位址寫進程式計數器。然後週期從取指重新開始，這時已指向下一條指令。因為程式計數器通常只是往前一步，指令便依序執行；因為分支能在執行期重寫它，程式便能迴圈與做決策。

這個迴圈就是「執行一支程式」的字面意義：沒有更高階的魔法，只有每秒數十億輪的取指—解碼—執行。這是運轉中的范紐曼機器，也是這裡其他一切的根基——暫存器是執行步驟讀寫的對象，旗標是比較設定、分支查詢的東西，堆疊在 push 或 call 的執行期間移動。真實的 CPU 為了速度會把這些步驟在許多指令間同時重疊（管線化），但可見的結果就如同每條指令都在下一條開始前一輪內完成。