计算机组成原理时序,计算机组成原理中央处理器（CPU）多级时序系统

作者：因情语写

链接：https://www.proprogrammar.com/article/274

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三、多级时序系统

1. 机器周期

(1) 机器周期的概念

所有指令执行过程中的一个基准时间

(2) 确定机器周期需考虑的因素

每条指令的执行步骤

每一步骤所需的时间

(3) 基准时间的确定

以完成最复杂指令功能的时间为准

以访问一次存储器的时间为基准

若指令字长 = 存储字长取指周期 = 机器周期

2. 时钟周期(节拍、状态)

一个机器周期内可完成若干个微操作

每个微操作需一定的时间

时钟周期是控制计算机操作的最小单位时间

将一个机器周期分成若干个时间相等的

时间段(节拍、状态、时钟周期)

用时钟周期控制产生一个或几个微操作命令

3. 多级时序系统

机器周期、节拍(状态)组成多级时序系统

一个指令周期包含若干个机器周期

一个机器周期包含若干个时钟周期

4. 机器速度与机器主频的关系

机器的主频 f 越快机器的速度也越快

在机器周期所含时钟周期数相同的前提下，两机平均指令执行速度之比等于两机主频之比

机器速度不仅与主频有关，还与机器周期中所含时钟周期(主频的倒数)数以及指令周期中所含的机器周期数有关

四、控制方式 ——产生不同微操作命令序列所用的时序控制方式

1. 同步控制方式

任一微操作均由统一基准时标的时序信号控制

(1) 采用定长的机器周期

以最长的微操作序列和最繁的微操作作为标准，机器周期内节拍数相同

(2) 采用不定长的机器周期

机器周期内节拍数不等

(3) 采用中央控制和局部控制相结合的方法

2. 异步控制方式

无基准时标信号

无固定的周期节拍和严格的时钟同步

采用应答方式

3. 联合控制方式

同步与异步相结合

4. 人工控制方式

(1) Reset

(2) 连续和单条指令执行转换开关

(3) 符合停机开关

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