时钟周期、指令周期、机器周期、总线周期都是什么意思?
1、时钟周期也称为振荡周期, 定义为时钟脉冲的倒数 (可以这样来理解, 时钟周期就是单 片机外接晶振的倒数, 例如 12M 的晶振, 它的时间周期就是 1/12 us) , 是计算机中最基本的、 最小的时间单位。2、机器周期。在计算机中, 为了便于管理, 常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段, 每一阶段完 成一项工作。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。完 成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。 3、指令周期。指令周期是执行一条指令所需要的时间, 一般由若干个机器周期组成。4、总线周期。通常把 CPU 通过总线对微处理器外部 (存储器或 I/O端口 ) 进行一次访问所需要时间称为一个总线 周期 。补充说明:1、指令周期:是指执行一条指令所占用的全部时间,一个指令周期通常含1~4个机器周期。2、时钟周期:又称状态周期,是震荡周期的两倍,每个时钟的前半周期完成算数逻辑操作,在后半周期,内部寄存器与寄存器间的传输一般在此状态发生。
指令周期,机器周期,时钟周期与存储周期的关系
首先周期的单位是时间 s ms ns,倒数是频率。针对上图,说明几点:1:本图以 MIPS 汇编为例。2:一个机器周期具体是几个时钟周期,要看CPU流水线的设计,但至少是一个,时钟周期是最小的单位,时钟周期的倒数为 CPU 的频率,比如 3GHz,意思就是 3*10^9 个时钟周期 / s。3:一条指令一般=一条汇编,但在CPU维度上,指令仍然不是最小的执行单位(x86中还有微指令),如上图,一条加法指令需要5个流水线指令:取指,译码,执行ALU,访存,回写寄存器。虽然不一定每个环节都用到,但为了实现流水线作业,所以都得执行。4:同样为了实现流水线方便,每条流水线指令(取指、译码...) 会在一个机器周期内完成。且在单周期流水线的设计中机器周期长度都都相等,一般会让机器周期=存储周期 (时间长度上相等,概念不一样),原因是流水线指令中,访存指令(读内存或者写内存)最耗时。5:存储周期的简单解释,两次内存的读或者写之间的最短时间间隔,之所以这样定义,是因为内存(一般为DRAM) 的读操作,属于破坏性读出,读完每个存储单元,数据会暂时丢失,需要花时间刷新存储单元来恢复数据。所以可粗略的认为存储周期=读取时间+恢复时间。之所以粗略,是因为,读取数据的时间,还和总线传输时间有关。。。所以用两次访存的时间间隔定义,最为简单和精确。
指令周期包含什么周期
指令周期的基本概念
cpu从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。
指令周期是执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成,是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。指令不同,所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。
计算机所以能自动地工作,是因为cpu能从存放程序的内存里取出一条指令并执行这条指令;紧接着又是取指令,执行指令……,如此周而复始,构成了一个封闭的循环。除非遇到停机指令,否则这个循环将一直继续下去。
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指令周期:
cpu从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。
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cpu周期:
又称机器周期,cpu访问一次内存所花的时间较长,因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义。
3
时钟周期:
通常称为节拍脉冲或t周期。一个cpu周期包含若干个时钟周期。
最基本的指令周期包括()和()
最基本的指令周期包括单字节和双字节指令。从指令的执行速度看,单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期,三字节指令都是双机器周期,只有乘、除指令占用4个机器周期。因此在进行编程时,在完成相同工作的情况下,选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率,尤其是在编写大型程序程序的时候,其效果更加明显。扩展资料计算机之所以能自动地工作,是因为CPU能从存放程序的内存里取出一条指令并执行这条指令;紧接着又是取指令,执行指令,如此周而复始,构成了一个封闭的循环。除非遇到停机指令,否则这个循环将一直继续下去。指令周期 :CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。CPU周期 :又称机器周期,CPU访问一次内存所花的时间较长,因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义。时钟周期: 通常称为节拍脉冲或T周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期。