内存知识点1 存取周期

存取周期

  (1)把信息代码存入存储器,称为“写”,把信息代码从存储器中取出,称为“读”。
  (2)存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间(或读写时间),而连续启动两次独立的“读”或“写”操作(如连续的两次“读”操作)所需的最短时间,称为存取周期(或 存储周期 )。
  (3)微型机的内存储器目前都由大规模集成电路制成,其存取周期很短,约为几十到一百纳秒(ns)左右
<think> 嗯,用户这次的问题是关于计算机组成原理中的三个关键周期概念:存取周期、机器周期和总线周期的区别。看来用户正在学习计算机体系结构的相关知识,可能需要清晰的概念辨析来帮助理解CPU和内存的协同工作原理。 从引用内容来看,用户已经查阅了站内相关资料,特别是引用[2][3][5]对这三个周期有详细描述。用户可能被这些术语的相似性困扰,需要更直观的对比。这三个周期确实容易混淆,因为它们都涉及时间度量且相互关联。 首先需要明确三者的定义维度不同: - 存取周期存储器本身的性能指标,就像仓库的货物处理速度 - 总线周期是总线传输的节奏,相当于物流卡车在仓库与工厂间的运输频率 - 机器周期则是CPU执行的最小时间单元,好比工厂装配线的节拍 注意到引用[5]特别强调“机器周期主要取决于存取周期”这个关键点,因为CPU常需等待内存数据。而引用[4]的例题显示实际应用中还需考虑总线传输时间,这说明三者在系统运行时会产生叠加效应。 用户提供的资料质量较高,特别是引用[2]清晰列出了总线周期的四个阶段,引用[5]用🎈符号标注的重点很实用。不过部分引用存在表述重复(如[2][3]关于总线周期的说明),可能需要帮用户提炼核心差异点。 在组织回答时,考虑用分层对比的方式:先单独定义每个周期,再用表格展示关键差异,最后用流程图说明它们如何协同工作。这样既避免概念混淆,又体现知识结构化。特别要强调机器周期包含多个时钟周期这个易错点——引用[2]提到“总线周期包含4个时钟周期”就是典型例证。 用户应该具备计算机基础,但可能对时序概念比较生疏。回答时尽量避免公式推导(如引用[4]的存取时间计算),重点用比喻说明本质区别。最后生成的三个问题也侧重概念联系而非细节计算,这样更符合用户当前的理解阶段。 </think> 以下是存取周期、机器周期和总线周期的详细区分,结合计算机组成原理的核心逻辑归纳: --- ### **1. 存取周期(Memory Access Cycle)** - **定义**:存储器完成一次**独立读写操作**所需的最短时间间隔(包含寻址、读写和恢复时间)。 - **关键特性**: - 由**存储器硬件性能**决定(如DRAM的刷新需求)。 - 包含**存取时间**(启动操作到完成)和**恢复时间**(电路状态复位)[^2][^4]。 - **示例**:若存取周期为40ns,表示连续两次访问内存至少间隔40ns。 --- ### **2. 总线周期(Bus Cycle)** - **定义**:CPU通过总线**访问外部设备**(内存或I/O端口)一次所需的时间。 - **阶段分解**(通常需4个时钟周期)[^2][^3]: - **T1**:输出内存/I/O地址。 - **T2**:输出控制信号(如读/写命令)。 - **T3/Tw**:数据传输(检测READY信号决定是否延长)。 - **T4**:完成数据传送。 - **关键特性**: - 本质是**CPU与外部设备通信的协议时间段**。 - 一次总线周期可能完成一个机器周期(如取指令)。 --- ### **3. 机器周期(Machine Cycle / CPU Cycle)** - **定义**:CPU执行**一个基准操作**(如取指令、访存)的最小时间单位。 - **关键特性**: - **由存取周期决定**:因CPU常需等待慢速内存,机器周期通常等于存取周期[^1][^5]。 - **包含多个时钟周期**:例如取指令时,需通过总线访问内存,占用一个总线周期(即一个机器周期)[^5]。 - **示例**:在指令周期中,取指令、执行指令各需至少一个机器周期。 --- ### **三者的关联与区别** | **维度** | 存取周期 | 总线周期 | 机器周期 | |----------------|--------------------------|----------------------------|--------------------------| | **主体** | 存储器(内存) | 总线系统 | CPU | | **决定因素** | 存储芯片性能(如DRAM刷新)| 总线协议与时序 | 最长子操作时间(通常=存取周期)| | **组成** | 存取时间 + 恢复时间 | 4个阶段(T1-T4) | 多个时钟周期 | | **目的** | 保障存储器可靠读写 | 完成CPU与外设间数据交换 | 执行指令的基准步骤 | | **典型场景** | 内存连续访问间隔 | CPU读取内存中的指令/数据 | 取指周期、执行周期 | > **关键关系总结**: > - **机器周期 ≈ 存取周期**(因CPU常需等待内存)[^1][^5]。 > - **一个总线周期 = 一个机器周期**(当机器周期用于访存时)[^3][^5]。 > - **总线周期是机器周期的实现途径**:CPU通过总线周期完成机器周期要求的操作(如取指令)[^2][^5]。 --- ### **实例分析** 假设某系统: - **存取周期** = 40ns(存储器性能) - **总线时钟周期** = 5ns - **总线周期** = 4个时钟周期 = 20ns 则实际**机器周期**需综合两者: > CPU访存时,需等待存取周期(40ns),并通过总线传输(20ns),故实际机器周期为 **40ns + 20ns = 60ns**[^4]。 --- ### **流程图:指令执行中的周期关系** ```plaintext 指令周期 │ ├── 机器周期1(取指令) │ │ │ ├── 总线周期(T1-T4):发送地址→控制信号→数据传输 │ │ │ └── 存取周期内存读取指令(含恢复时间) │ └── 机器周期2(执行指令) └── CPU内部操作(无需访存时,仅用时钟周期) ``` --- ### 相关问题 1. 为什么机器周期通常等于存取周期? 2. 总线周期中的Tw状态有何作用? 3. 如何优化缩短存取周期对系统性能的影响? > 参考资料: > [^1]: 机器周期以访存时间为基准 > [^2]: 总线周期与存储周期定义 > [^3]: 总线周期的组成 > [^4]: 存取周期与总线周期的叠加 > [^5]: CPU周期与存取周期的关系
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值