计算机组成原理 机器周期的概念

Question

机器周期，是完成一个基本操作所需要的时间我们叫一个机器周期，这个基本操作是什么样的一个高度呢？对不同的计算机有不同的划分，有的机器认为完成一条指令这样高度，这样级别的就是基本操作，那机器周期的时间长度=指令取指周期+间址周期+执行周期+中断周期。那一个指令的完成就需要一个机器周期，但是对于另一部分计算机来说，它对于基本操作的划分与前面的机器有所不同，它认为指令这个还是太大了，它认为指令是多个基本操作的叠加，取指周期，间址周期，执行周期，中断周期这四个周期每一个周期里面所完成的所有操作才能算是一个基本操作。这样这个机器周期的时间就是每一个周期所要的时间，但是现在为什么设访存时间是一个机器周期呢？还是有点没有领悟到。能不能教我一下。另外我的想法这样是对的吗？还有什么想法需要改变的吗

Answer 1

以下回复参考：皆我百晓生、券券喵儿等免费微信小程序作答:

机器周期在计算机科学中指的是完成一个基本操作所需的时间。这些基本操作可以分为以下几个阶段：

1. 取指（Instruction Fetch）：从内存中取出指令。
2. 间址（Addressing）：根据当前指令的位置信息，确定数据存储器中的具体地址。
3. 执行（Execution）：将指令中的操作码转换为具体的执行动作，并执行它们。
4. 中断处理（Interrupt Handling）：当系统遇到异常情况时，如错误、电源故障等，会暂停程序并进行相应的处理。

机器周期通常由这些基本操作组成，因此机器周期实际上是由指令的长度决定的，而不是单一的基本操作。例如，在现代处理器中，一个完整的指令集可能包含数百个或数千个操作，每个操作都会占用一定的时间，所以机器周期的长度通常是固定的，取决于指令的长度。

至于为什么访存时间会被归类为一个机器周期，这是由于访存操作是一种特殊的操作，它需要访问内存中的数据，而不仅仅是执行指令本身。虽然在某些情况下，比如一些特定的微架构设计，访存操作可能会被看作是一个独立的操作，但这并不普遍。总的来说，机器周期是整个CPU执行指令所需的总时间和资源消耗，包括所有必要的操作。

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