CPUの命令サイクルは、命令取り出し段階と命令実行段階の２段階に分けることができる（命令サイクル＝命令取り出し段階＋命令実行段階）

● 命令取り出し段階における動作

1. 制御装置は命令アドレスレジスタ(プログラムカウンタ)の内容を主記憶装置のアドレス選択機構に送る。
   
2. 主記憶装置のアドレス選択機構は、送られた番地に存在する命令を制御装置内の命令レジスタに送る。
   
3. 次の命令に備えて、制御装置は命令アドレスレジスタの内容を更新する（次の命令のアドレスにする）。
   

● 命令実行段階における動作

4. 制御装置は命令部の値を命令デコーダで解釈し（ここでどの命令かわかる）、命令の種類に応じた動作を行う演算回路を選択する。
   
5. 制御装置は命令のアドレスからレジスタの番号を指定するとともに、データが存在する番地を主記憶装置のアドレス選択機構に送る。
   
6. 演算装置は（５）で指定された番地にあるデータとレジスタの内容を演算回路に取り込む。
   
7. 演算装置は（演算回路を用いて）演算を実行し、結果レジスタに格納する。