CPU 和記憶體之間透過匯流排進行互動，主要包括以下幾個方面：
一、指令讀取
- CPU 需要執行指令時，會向記憶體傳送地址訊號，指定要讀取指令的儲存位置。
- 記憶體根據地址訊號，將相應儲存單元中的指令資料透過資料匯流排傳送給 CPU。
- CPU 接收到指令後，對其進行譯碼和執行。
二、資料存取
- 當 CPU 需要讀取資料時，同樣向記憶體傳送地址訊號。
- 記憶體將指定地址儲存單元中的資料透過資料匯流排傳送給 CPU。
- 例如，在進行數值計算時，CPU 可能需要從記憶體中讀取運算元。
- 當 CPU 需要寫入資料到記憶體時，它會將資料和要寫入的地址傳送到記憶體。
- 記憶體根據地址將資料儲存到相應的儲存單元中。
三、地址生成
- CPU 透過內部的地址生成邏輯，確定要訪問的記憶體地址。
- 這可能涉及到指令中的地址部分、暫存器的值或者透過計算得到的地址。
- 地址訊號透過地址匯流排傳輸到記憶體，以指定具體的儲存單元。
四、控制訊號
- CPU 向記憶體傳送控制訊號，指示是讀取操作還是寫入操作。
- 記憶體根據控制訊號進行相應的操作，並將狀態資訊反饋給 CPU。
- 例如，記憶體可以通知 CPU 資料是否準備好，或者是否發生了錯誤。
五、快取的作用
- 為了提高 CPU 和記憶體之間的互動效率，現代計算機系統通常使用快取記憶體（Cache）。
- CPU 首先在快取中查詢所需的資料，如果命中，則直接從快取中讀取，速度非常快。
- 如果未命中，CPU 才會從記憶體中讀取資料，並將其存入快取，以便下次訪問時更快地獲取。
- 快取由硬體自動管理，根據一定的演算法決定哪些資料被保留在快取中，哪些資料被替換。
總的來說，CPU 和記憶體之間透過複雜的互動機制，實現了程式的執行和資料的儲存與處理。這種互動需要高效的匯流排設計、地址生成邏輯和快取管理，以確保計算機系統的效能和穩定性。