简述时钟周期、机器周期、指令周期的概念及三者之间的关系
时钟周期.机器周期.指令周期的含义
时钟周期.机器周期.指令周期的含义时钟周期：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。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250ns。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。
显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节第 1 页拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
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。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个 S周期（状态周期）组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义第 2 页为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。
指令不同，所需的机器周期也不同。
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，则第 3 页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。
计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第九章
当芯片改变后，相应参数变为： 机器周期=0.4µ s×4=1.6µs 平均指令周期=1.6µs×2.5=4µ s 平均指令执行速度=1/4µ s =0.25MIPS 若要得到平均每秒80万次的指令 执行速度，则应采用的主频为： 平均指令周期=1/0.8MIPS =1.25 ×10-6=1.25µ s 机器周期=1.25µ s÷2.5=0.5µs 时钟周期= 0.5µ s÷4=0.125µ s 主频=1/0.125µ s=8MHz 应采用主频为8MHz的CPU芯片。
LDA PC+D(IR)EAR EARBusMAR M(MAR)MDR MDRBus ACC
PCo，IRo，+，EARi EARo，MARi
R/-W=R
MDRo，ACCi
（2）“SUB D(XR)”指令周期流程图及控制信号序列：
PC Bus MAR M(MAR) MDR MDR Bus IR PC+1 PC OP=？
解：先通过主频求出时钟周期时 间，再进一步求出机器周期和平均指 令周期。 时钟周期=1/10MHz=0.1×10-6 =100ns 机器周期=100ns×4=400ns=0.4µ s 平均指令周期=1/1MIPS =1×10-6=1µ s 每个指令周期所含机器周期个数 = 1µ s/0.4µs=2.5个
4. 能不能说CPU的主频越快，计 算机的运行速度就越快？为什么？ 解：不能说机器的主频越快，机 器的速度就越快。因为机器的速度不 仅与主频有关，还与数据通路结构、 时序分配方案、ALU运算能力、指令 功能强弱等多种因素有关，要看综合 效果。
5. 设机器A的CPU主频为8MHz， 机器周期含4个时钟周期，且该机的平 均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机 的平均指令周期和机器周期，每个指 令周期中含几个机器周期？如果机器B 的CPU主频为12MHz，且机器周期也 含4个时钟周期，试问B机的平均指令 执行速度为多少MIPS? 解：先通过A机的平均指令执行速 度求出其平均指令周期，再通过主频 求出时钟周期，然后进一步求出机器 周期。B机参数的算法与A机类似。 计算如下：
51单片机指令周期,机器周期,时钟周期详解
51单片机指令周期，机器周期，时钟周期详解51单片机有指令周期，机器周期，时钟周期的说法，看似相近，但是又都不太一样，很容易混淆。
还是详细分析一下。
时钟周期：单片机外接的晶振的振荡周期就是时钟周期，时钟周期=振荡周期。
比方说，80C51单片机外接了一个11.0592M的晶体振荡器，那我们就说这个单片机系统的时钟周期是1/11.0592M，这里要注意11.0592M是频率，周期是频率的倒数。
机器周期：单片机执行指令所消耗的最小时间单位。
我们都知道51单片机采用的CISC(复杂指令指令集)，所以有很多条指令，并且各条指令执行的时间也可能不一样(有一样的哦)，但是它们执行的时间必须是机器周期的整数倍，这就是机器周期的意义所在。
8051系列单片机又在这个基础上进行细分，将一个机器周期划分为6个状态周期，也就是S1-S6，每个状态周期又由两个节拍组成，P1和P2，而P1=P2=时钟周期。
这也就是经常说的8051系列单片机的的时钟频率是晶振频率的12分频，或者是1/12，就是这个意思。
现在(截至2012)新的单片机已经能做到不分频了，就是机器周期=时钟周期。
指令周期：指令周期执行某一条指令所消耗的时间，它等于机器周期的整数倍。
传统的80C51单片机的指令周期大多数是单周期指令，也就是指令周期=机器周期，少部分是双周期指令。
现在(截至2012)新的单片机已经能做到不分频了，并且尽量单指令周期，就是指令周期=机器周期=时钟周期。
来看这张8051单片机外部数据，这里ALE和$PSEN$的变化频率已经小于一个机器周期，如果使用C语言模拟这个信号是没有办法做到的一一对应的，所以只能尽量和上面的时序相同，周期延长。
指令周期机器周期等各种周期介绍
时钟周期：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。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。
显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
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。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。
指令不同，所需的机器周期也不同。
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。
总线周期：由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的，CPU对存贮器和I/O接口的访问，是通过总线实现的。
时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期、12T、6T、1T 之间关系
时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期、12T、6T、1T 之间关系时钟周期：
又叫振荡周期；是时钟脉冲的倒数；例如22.1184MHz的控制器，其时钟周期就是1/22.1184 us.
状态周期：
8051把1个时钟周期叫做一个节拍。
两个节拍定义为一个状态周期。
机器周期：
完成一个基本操作的时间单元叫做机器周期。
一个机器周期由若干个状态周期构成。
8051的机器周期一般由6个状态周期构成，即12个时钟周期。
指令周期：
完成一条指令所需的时间。
简单的指令是单机器周期指令；复杂的双机器周期指令和多机器周期指令。
指令周期是CPU的关键指标。
ARM的指令一般都是单周期指令。
STC单片机下载时有一个12T和6T模式选择。
12T就是普通的模式，指令周期的时间等于时钟周期的12倍。
而6T则是倍速模式，指令周期的时间等于时钟周期的6倍。
两者的区别会在串口速度上面有体现。
同样的code，以6T模式和以12T模式下载后，串口波特率相差一倍。
1T是12倍速的模式，即指令周期的时间与时钟周期相等。
指令周期机器周期等各种周期介绍
时钟周期：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。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。
显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
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。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
例如外接24M晶振的单片机，他的一个机器周期=12/24M 秒；指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。
指令不同，所需的机器周期也不同。
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。
总线周期：由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的，CPU对存贮器和I/O接口的访问，是通过总线实现的。
时钟周期、机器周期、指令周期、总线周期
1.时钟周期:(晶振频率倒数、控制计算机节奏)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1/12us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机,若采用了1MHZ 的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
2.机器周期:（指令中单个阶段的执行周期）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。
一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
(例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒)3.指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。
指令不同,所需的机器周期也不同。
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。
51单片机中几个时间周期的概念区分
51单片机中几个时间周期的概念区分时钟周期：时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，比如12MHZ=12×10的6次方，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12微秒。
通常也叫做系统时钟周期。
是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
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。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
在标准的51单片机中，一般情况下，一个机器周期等于12个时钟周期，也就是机器周期=12*时钟周期，（上面讲到的原因）如果是12MHZ，那么机器周期=1微秒。
单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地执行。
单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。
机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。
例如一个单片机选择了12MHZ晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。
但是在8051F310中，CIP-51 微控制器内核采用流水线结构，与标准的 8051 结构相比指令执行速度有很大的提高。
在一个标准的 8051 中，除 MUL和 DIV 以外所有指令都需要12 或24 个系统时钟周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。
单片机的四种基本时序单位
单片机的四种基本时序单位一、时钟周期时钟周期是单片机中最基本的时序单位，它是由晶振产生的稳定的方波信号驱动的。
在一个完整的时钟周期内，单片机的所有操作都会被执行完毕。
时钟周期包括上升沿和下降沿两个阶段，每个阶段都有相应的操作完成。
时钟周期的长短决定了单片机的工作速度，一般用Hertz（赫兹）来表示。
常见的单片机工作频率有8MHz、16MHz等。
时钟周期越短，单片机的运算速度越快，但也会增加功耗和噪声。
二、机器周期机器周期是指单片机执行一条指令所需要的时间。
每个机器周期包含若干个时钟周期，具体数量取决于单片机的架构和指令集。
不同的指令需要的机器周期数不同，一般来说，简单的指令需要较少的机器周期，而复杂的指令需要较多的机器周期。
例如，一条简单的加法指令可能只需要一个机器周期，而一条复杂的循环指令可能需要多个机器周期。
机器周期的长短决定了单片机的指令执行速度，它与时钟周期有一定的关系。
在一个机器周期内，单片机可以执行多个时钟周期的操作，因此机器周期的长短取决于时钟周期的倍数。
三、指令周期指令周期是指单片机执行一条指令所需要的时间，它由若干个机器周期组成。
在一个指令周期内，单片机完成指令的取指、执行、访存和写回等操作。
指令周期的长短取决于机器周期的数量，不同的指令可能需要不同数量的机器周期。
指令周期的长短决定了单片机的指令执行速度，它与机器周期的数量有关。
在一个指令周期内，单片机可以执行多个机器周期的操作，因此指令周期的长短取决于机器周期的数量。
四、机器指令周期机器指令周期是指单片机执行一条机器指令所需要的时间，它由若干个指令周期组成。
在一个机器指令周期内，单片机完成机器指令的取指、执行、访存和写回等操作。
机器指令周期的长短取决于指令周期的数量，不同的机器指令可能需要不同数量的指令周期。
机器指令周期的长短决定了单片机的指令执行速度，它与指令周期的数量有关。
在一个机器指令周期内，单片机可以执行多个指令周期的操作，因此机器指令周期的长短取决于指令周期的数量。
MSP430单片机的时钟周期和机器周期与指令周期之间的关系解析
MSP430单片机的时钟周期和机器周期与指令周期之间的关系解析时钟简介：时钟周期也称为振荡周期：定义为时钟脉冲的倒数（时钟周期就是直接供内部CPU使用的晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。
时钟频率越高，工作速度就越快。
机器周期：在计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。
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。
8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。
一个S周期=2个时钟周期，所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。
指令不同，所需的机器周期也不同。
MSP430单片机上电后，如果不对时钟系统进行设置，默认800 kHz的DCOCLK为MCLK和SMCLK 的时钟源，LFXTl接32768 Hz晶体，工作在低频模式（XTS=O）作为ACLK的时钟源。
CPU的指令周期由MCLK决定，所以默认的指令周期就是1/800 kHz=“1”.25μs。
要得到lμs的指令周期需要调整DCO频率，即MCLK=1 MHz，只需进行如下设置：BCSCTLl=XT20FF+RSEL2;//关闭XT2振荡器，设定DCO频率为1 MHz。
DCOCTL=DCO2//使得单指令周期为lμsMSP430的时钟周期（振荡周期）、机器周期、指令周期之间的关系在430中，一个时钟周期= MCLK晶振的倒数。
如果MCLK是8M，则一个时钟周期为1/8us;一个机器周期= 一个时钟周期，即430每个动作都能完成一个基本操作;一个指令周期= 1～6个机器周期，具体根据具体指令而定。
另：指令长度，只是一个存储单位与时间没有必然关系。
时钟频率、时钟周期、cpu周期、cpu指令周期
时钟频率、时钟周期、cpu周期、cpu指令周期频率频率是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常⽤符号f或ν表⽰，单位为秒分之⼀，符号为s-1。
为了纪念德国物理学家赫兹的贡献，⼈们把频率的单位命名为赫兹，简称“赫”，符号为Hz。
每个物体都有由它本⾝性质决定的与振幅⽆关的频率，叫做固有频率。
周期和频率的关系⼆者的关系：f=1/T，⼆者成反⽐（其中f为频率，T为周期）。
频率是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量。
周期，物体作往复运动或物理量作周⽽复始的变化时，重复⼀次所经历的时间。
交流电的频率是指它单位时间内周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz），与周期成倒数关系。
⽇常⽣活中的交流电的频率⼀般为50Hz或60Hz，⽽⽆线电技术中涉及的交流电频率⼀般较⼤，达到千赫兹（KHz）甚⾄兆赫兹（MHz）的度量。
脉冲信号⼿电灯⼀直亮，这是直流。
不停的按开关导致灯亮、熄变化，就形成了脉冲。
按开关速度的快慢就是脉冲频率的⾼低。
时钟频率在电⼦技术中，脉冲信号是⼀个按⼀定电压幅度，⼀定时间间隔连续发出的脉冲信号。
脉冲信号之间的时间间隔称为周期；⽽将在单位时间（如1秒）内所产⽣的脉冲个数称为频率。
频率是描述周期性循环信号（包括脉冲信号）在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量名称；频率的标准计量单位是Hz（赫兹）。
电脑中的系统时钟就是⼀个典型的频率相当精确和稳定的脉冲信号发⽣器。
频率在数学表达式中⽤“ f ”表⽰，其相应的单位有：Hz（赫兹）、kHz（千赫兹）、MHz（兆赫兹）、GHz（吉赫兹）。
其中1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz。
计算脉冲信号周期的时间单位及相应的换算关系是：s（秒）、ms（毫秒）、µs（微秒）、ns（纳秒），其中：1s=1000ms，1 ms=1000µs，1µs=1000ns。
CPU的主频，即CPU内核⼯作的时钟频率（CPU Clock Speed）。
MSP430的时钟周期机器周期指令周期
MSP430的时钟周期机器周期指令周期MSP430的时钟周期（振荡周期）、机器周期、指令周期之间的关系时钟周期也称为振荡周期：定义为时钟脉冲的倒数（时钟周期就是直接供内部CPU使用的晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us），是计算机中的最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，控制着计算机的工作节奏。
时钟频率越高，工作速度就越快。
机器周期：在计算机中，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。
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。
8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期（状态周期）组成。
一个S周期=2个时钟周期，所以8051单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
指令周期：执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。
指令不同，所需的机器周期也不同。
专用知识：在430中，一个时钟周期＝ MCLK晶振的倒数。
如果MCLK是8M，则一个时钟周期为1/8us；一个机器周期＝一个时钟周期，即430每个动作都能完成一个基本操作；一个指令周期＝ 1～6个机器周期，具体根据具体指令而定。
另：指令长度，只是一个存储单位与时间没有必然关系。
MSP430根据型号的不同最多可以选择使用3个振荡器。
我们可以根据需要选择合适的振荡频率,并可以在不需要时随时关闭振荡器,以节省功耗。
这3个振荡器分别为：（1）DCO 数控RC振荡器。
它在芯片内部,不用时可以关闭。
DCO的振荡频率会受周围环境温度和MSP430工作电压的影响,且同一型号的芯片所产生的频率也不相同。
但DCO的调节功能可以改善它的性能,他的调节分为以下3步：a：选择BCSC TL1.RSELx确定时钟的标称频率;b：选择DCOC TL.DCOx在标称频率基础上分段粗调;c：选择DCOC TL.MODx的值进行细调。
计算机组成原理习题课
计算机组成原理习题课计算机组成原理习题课1．什么是指令周期？什么是机器周期？什么是时钟周期？三者之间的关系如何？指令周期是完成⼀条指令所需的时间。
包括取指令、分析指令和执⾏指令所需的全部时间。
机器周期也称为CPU周期，是指被确定为指令执⾏过程中的归⼀化基准时间，通常等于取指时间（或访存时间）。
时钟周期是时钟频率的倒数，也可称为节拍脉冲或T周期，是处理操作的最基本单位。
⼀个指令周期由若⼲个机器周期组成，每个机器周期⼜由若⼲个时钟周期组成。
2．描述外设进⾏DMA操作的过程及DMA⽅式的主要优点。
(1)外设发出DMA请求(2)CPU响应请求，DMA控制器从CPU接管总线的控制(3)由DMA控制器执⾏数据传送操作(4)向CPU报告DMA操作结束(5)主要优点是数据传送速度快3．某机指令格式如图所⽰：15 10 98 7 0图中X为寻址特征位，且X=0时，不变址；X=1时，⽤变址寄存器X1进⾏变址；X=2时，⽤变址寄存器X2进⾏变址；X=3时，相对寻址。
设（PC）=1234H，（X1）=0037H,(X2)=1122H，请确定下列指令的有效地址（均⽤⼗六进制表⽰，H表⽰⼗六进制）(1)4420H (2)2244H (3)1322H(4)3521H (5)6723H答：（1）0020H （2）1166H （3）1256H （4）0058H （5）1257H4．浮点数格式如下：1位阶符，6位阶码，1位数符，8位尾数，请写出浮点数所能表⽰的范围（只考虑正数值）。
最⼩值2-111111×0.00000001最⼤值2111111×0.111111115．现有⼀64K×2位的存储器芯⽚，欲设计具有同样存储容量的芯⽚，应如何安排地址线和数据线引脚的数⽬，使两者之和最⼩。
并说明有⼏种解答。
设地址线x根，数据线y根，则 2x·y=64K×2若 y=1 x=17y=2 x=16y=4 x=15y=8 x=14因此，当数据线为1或2时，引脚之和为18。
51单片机晶振频率、时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期和总线周期的关系
51单⽚机晶振频率、时钟周期、状态周期、机器周期、指令周期和总线周期的关系⼀、晶振频率1、英⽂全称：frequency oscillate2、定义：晶体振荡器的固有频率, 不能改变。
⼆、时钟周期1、英⽂全称：Clock Cycle。
2、时钟周期是计算机中最基本的、最⼩的时间单位。
在⼀个时钟周期内，CPU仅完成⼀个最基本的动作。
3、时钟周期 = 晶振周期 = 振荡周期Tosc = 晶振频率（振荡频率fosc）的倒数。
4、若晶振周期为12MHz，则时钟周期 = 1/12us。
每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出⼀个脉冲的时间就是时钟周期，即1/12微妙。
三、状态周期振荡器脉冲信号经过时钟电路⼆分频之后产⽣的单⽚机时钟信号的周期（⽤S表⽰）称为状态周期。
故⼀个状态周期S包含2个节拍，前⼀时钟周期称为P1节拍，后⼀时钟周期称为P2节拍。
四、机器周期1、定义：CPU完成⼀项基本操作（取指令、存储器读写等）所消耗的最短时间。
2、⼀般由12个时钟周期或者6个状态周期组成。
3、计算：机器⼈周期 = 12 / 晶振频率。
4、存在的原因：1个时钟周期⽆法⼲完⼀件事，⽽12个时钟周期能够完成基本的操作。
五、指令周期取出并执⾏⼀条指令的时间。
指令周期是不确定的，因为她和该条指令所包含的机器周期有关。
⼀个指令周期=1个（或2个或3个或4个）机器周期，像乘法或除法就含有4个机器周期，单指令就只含有1个机器周期。
六、总线周期访问1次存储器和I/O端⼝操作所需要的时间。
七、⼩结所需时间：时钟周期 < 状态周期 < 机器周期 < 指令周期 < 总线周期————————————————————————————————————————————————————————————。
总结51单片机时钟与周期之间的关系
总结51单片机时钟与周期之间的关系 单片机机中,有时钟周期,机器周期,指令周期,初学者往往不能弄清楚他们之间的关系,这里我就简单介绍一下. 在说明之前我首先要明确几个概念,既什么是周期和频率,相信大多数人都知道他们的含义,周期就是物体循环一周的时间,频率就是1 秒钟内循环的次数.单片机是靠脉冲工作的,既一个脉冲单片机产生一个操作.下面言归正传. 时钟周期: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)，既产生一个脉冲的时间,是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250ns。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。
但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。
我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。
机器周期:单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地执行为了便于管理，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既单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。
—个机器周期包括12个时钟周期。
如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是。
51单片机指令时间计算
51单片机指令时间计算引言：在嵌入式系统中，单片机是一种常用的控制器，而51单片机指令时间计算是评估单片机执行效率的重要指标之一。
本文将详细介绍51单片机指令时间计算的相关内容，包括指令周期、机器周期、时钟周期以及如何计算指令的执行时间。
一、指令周期指令周期是指单片机执行一条指令所需要的时间。
在51单片机中，一个指令周期包括12个机器周期。
每个机器周期的时间为1/12个机器周期。
二、机器周期机器周期是指单片机所需的最小时间单位，由时钟周期决定。
在51单片机中，一个机器周期包括6个时钟周期。
每个时钟周期的时间为1/6个机器周期。
三、时钟周期时钟周期是指单片机内部时钟发生一次跳变所需要的时间。
在51单片机中，时钟周期的时间周期为1/12个机器周期。
四、指令执行时间计算指令执行时间可以通过以下公式计算：指令执行时间 = 指令周期× 时钟周期五、示例计算假设某条指令的指令周期为3个机器周期，时钟周期为1.5个机器周期，则该指令的执行时间计算如下：指令执行时间 = 3个机器周期× 1.5个机器周期 = 4.5个机器周期六、指令执行时间的影响因素1.指令周期的长度：不同的指令周期长度会直接影响指令的执行时间。
指令周期越长，执行时间越长。
2.时钟周期的长度：时钟周期的长度与单片机的工作频率有关。
时钟周期越长，执行时间越长。
3.指令的类型：不同类型的指令可能需要不同的机器周期和时钟周期来执行。
4.指令之间的依赖关系：如果一个指令依赖于前面的指令执行结果，那么它的执行时间将会受到前面指令执行时间的影响。
七、指令执行时间的应用1.性能评估：通过计算指令执行时间，可以评估单片机的性能表现，从而选择合适的单片机。
2.程序优化：了解指令执行时间可以帮助程序员优化程序，提高程序的执行效率。
3.实时系统设计：在实时系统中，需要根据指令执行时间来确定任务的调度策略，以保证系统的实时性。
八、结论51单片机指令时间计算是评估单片机执行效率的重要指标之一，通过计算指令周期、机器周期和时钟周期，可以得到指令的执行时间。
单片机：时钟周期,机器周期,指令周期
单片机：时钟周期，机器周期，指令周期
时钟周期：
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。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。
显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。
具体计算就是1/fosc。
也就是说如果晶振为1MHz，那幺时钟周期就为1us;6MHz的话，就是1/6us。
8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示)，二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
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。
计算机组成原理简答题分析
计算机组成原理简答题分析问答:1.什么是大小端对齐Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
2.什么是指令周期、机器周期和时钟周期？三者有何关系？答：指令周期是CPU完成一条指令的时间；机器周期是所有指令执行过程的一个基准时间，机器周期取决于指令的功能及器件的速度；一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期，每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。
3.什么是总线判优？为什么需要总线判优？答：总线判优就是当总线上各个主设备同时要求占用总线时，通过总线控制器，按一定的优先等级顺序确定某个主设备可以占有总线。
因为总线传输的特点就是在某一时刻，只允许一个部件向总线发送信息，如果有两个以上的部件同时向总线发送信息，势必导致信号冲突传输无效，故需用判优来解决。
4.什么是“程序访问的局部性”？存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理答：所谓程序访问的局部性即程序执行时对存储器的访问是不均匀的，这是由于指令和数据在主存的地址分布不是随机的，而是相对地簇聚。
存储系统的Cache—主存级和主存—辅存级都用到程序访问的局部性原理。
对Cache—主存级而言，把CPU最近期执行的程序放在容量较小、速度较高的Cache中。
对主存—辅存级而言，把程序中访问频度高、比较活跃的部分放在主存中，这样既提高了访存的速度又扩大了存储器的容量。
5.指令和数据都存于存储器中，从时间和地址两个角度，说明计算机如何区分它们？解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
计算机系统中几个“周期”的概念区别、微指令与机器指令关系
计算机系统中几个“周期”的概念区别、微指令与机器指令关系计算机系统中几个“周期”的概念区别、微指令与机器指令关系分类：嵌入式微处理器与接口技术时钟周期，一般也称振荡周期（如果晶振的输出没有经过分频就直接作为cpu的工作时钟，则时钟周期就等于振荡周期）。
通常成为节拍脉冲或者T周期，它是cpu处理操作的最基本单位。
机器周期，一般也成为CPU周期，由于CPU的内部操作很快，而CPU访问一次内存的时间较长，因此通常用内存中读取一个指令字最短的时间来规定CPU周期。
也就是说，一条指令的取出阶段（通常称为取指）需要一个CPU周期。
而一个CPU周期时间又包含有若干个时钟周期。
但是，必须指出，对于CPU周期的规定在各种计算机中不尽相同。
指令周期：CPU每取出并执行一条指令，都要完成一系列的操作，这一系列的操作所需要的时间通常叫做一个指令周期。
更简单地说，指令周期是取出并执行一条指令的时间。
由于各种指令的操作功能不同，有的简单，有的复杂，因此各种指令周期是不尽相同的。
例如。
一条访内指令的指令周期，同一条非访内指令的指令周期是不同的。
微指令周期：在串行方式的微程序控制器中，微指令周期等于读出微指令的时间加上执行该条微指令的时间。
为了保证整个机器的控制信号的同步，可以将一个微指令周期设计的恰好和CPU周期时间相等。
总线周期：它由一个地址周期和一个或者多个数据周期组成。
cpu在执行指令过程中，凡需执行访问存储器或访问I/O端口的操作都统一交给BIU的外部总线完成，进行一次访问（存取一个字节）所需的时间称为一个总线周期。
一般一个基本的总线周期由4个时钟周期组成。
总线周期详解：8086CPU与存储器或外部设备通信，是通过20位分时多路复用地址／数据总线来实现的。
为了取出指令或传输数据，CPU要执行一个总线周期。
•1．总线周期我们通常把8086CPU经外部总线对存储器或I／O端口进行一次信息的输入或输出过程，称为总线操作。
而把执行该操作所需要的时间，称为总线周期或总线操作周期。
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简述时钟周期、机器周期、指令周期的概念及三者之间的关系
时钟周期
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、最小的时个最基本的动作。对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。
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。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。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
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。一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。