指令字長、存儲字長、機器字長、時鐘周期、機器周期、指令周期、取址周期、存取周期的關系

考研做題途中遇到這些問題，發現自己掌握的很模糊，遂寫下此篇，加深記憶。

1、機器字長、存儲字長、指令字長

機器字長：CPU一次能夠處理的數據的位數。通常等于寄存器的位數。例子：windows 64位/32位，這里的64位和32位指的就是該操作系統的機器字長。

存儲字長：計算機存儲器中一個存儲單元可以存儲的位數。例子：某某計算機按照字節編址，即說明該計算機的存儲字長為1B=8位。

指令字長：計算機內一條指令的位數。這里通常指的定長指令。

1. 機器字長與存儲字長：兩者沒有必然的聯系

2. 機器字長與指令字長：兩者沒有必然的聯系。它既可以等于機器字長也可以大于或者小于機器字長。通常把等于機器字長的指令稱為單字長指令。把等于半個機器字長的指令稱為半字長指令。把等于兩倍機器字長的指令稱為雙字長指令。

3. 存儲字長和指令字長。各位可能經常看到這樣的字眼：某某計算機按字節編址，指令長度為16位/32位。通常為了方便取址規定指令字長為存儲字長的整數倍。現在的計算機指令長度基本都是存儲字長的整數倍。

2、時鐘周期、機器周期、指令周期、取址周期、存取周期

時鐘周期：某某CPU的處理頻率為3GHz，那么該數字的倒數即為時鐘周期。也稱為CPU時鐘周期。

機器周期：也稱為CPU周期。由若干個時鐘周期組成。因為在一個時鐘周期下很難完成一個完整的基本操作，那么為了方便管理，通常將CPU完成一個基本的操作所用的時間規定為一個機器周期。==什么是一個完整的基本操作呢？==例如：CPU通過數據總線從主存中取出一個存儲單元對應的信息，所用時間即為一個機器周期。因此不要將CPU處理完一個機器字長數據所用的時間當作機器周期，兩個時間是沒有必然關系的。

存取周期：上面在機器周期里說道CPU從主存中取數據。實際上兩個存取操作（指存取一個存儲單元）所需要的時間間隔即為存取周期，而在計算機中，通常使用存取周期來確定機器周期，就是說可以認為機器周期等于存取周期。

指令周期：CPU從取來一條指令到指令完成，所需要的時間稱為指令周期。指令周期劃分為四個階段：取址周期、間址周期、執行周期、中斷周期。

取址周期：是指令周期的第一個階段。主要用來根據PC（PC中存放的是指令的地址）到主存中取指令。我們在一個特定的情況下具體說明：某某機按字節編址，指令字長32位。那么這個時候取址需要4個存取周期（即機器周期）。這就是為什么指令字長要等于存儲字長的整數倍，這樣方便計算機取址。

總結

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