什么叫机器取指周期和执行周期 机器的取指周期和执行周期是什么？

什么叫机器取指周期和执行周期

机器取指周期和执行周期是计算机中重要的概念，它们对计算机的性能和运行速度有很大的影响。机器取指周期是指CPU从内存中获取指令的时间，而执行周期是指CPU执行指令的时间。下面将从几个方面详细阐述这两个概念。

1、机器取指周期

机器取指周期是计算机运行速度的重要指标之一。它的具体含义是CPU执行一条指令所需的时钟周期数。在执行一条指令之前，CPU需要从内存中获取该指令，这一过程就称为机器取指周期。通常情况下，一条指令的取指周期等于CPU从内存中获取指令的时间加上CPU执行指令的时间。

当CPU需要执行多条指令时，如果每条指令的取指周期都很大，那么CPU的运行速度就会变得很慢，影响到计算机的性能。因此，减小取指周期对于提高计算机的性能非常重要。

2、执行周期

执行周期指的是CPU执行一条指令所需的时钟周期数。这个时间包括了指令获取、指令解码、数据传输以及操作结果写回等环节。执行周期不仅与指令本身的复杂度有关，还与CPU内部的架构和外部的存储速度等因素有关。

通常情况下，CPU的执行周期越短，计算机的运行速度就越快。因此，在设计CPU时，为了提高计算机的性能，需要尽可能地减少执行周期的时间。

3、机器取指周期和执行周期的关系

机器取指周期和执行周期是计算机性能的两个重要因素，它们之间有着密切的关系。一般来说，取指周期越短，执行效率就越高。如果CPU在短时间内能够获取更多指令，那么CPU的并发度就会提高，执行效率也就会相应地提高。

同时，执行周期也会影响机器取指周期。如果CPU执行指令的时间很长，就会造成CPU在短时间内无法获取更多的指令，从而导致取指周期变长，计算机的运行速度也会变慢。

4、如何优化机器取指周期和执行周期

为了提高计算机性能，可以采用以下方法来优化机器取指周期和执行周期：

• 提高CPU的主频。高主频的CPU可以在单位时间内执行更多的时钟周期，因此能够更快地完成指令的执行。
• 增加CPU的缓存大小。缓存是存储器中的一块特殊区域，用于暂存CPU频繁访问的数据和指令。增加缓存的大小可以减少CPU获取指令的次数，提高运行速度。
• 优化CPU的架构设计。优化CPU的架构可以减少指令执行的时间，从而减少执行周期。
• 采用指令级并行技术。指令级并行技术允许CPU在同一时钟周期内执行多条指令，提高CPU的并发度，从而减少取指周期和执行周期。

总之，机器取指周期和执行周期是计算机重要的性能指标，对于提高计算机的性能有着非常重要的意义。在设计计算机时，需要充分考虑这两个因素，尽可能地减小它们的时间，从而提高计算机的运行速度。