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时钟周期 主频 CPU执行时间

在学习计算机组成原理时，会遇到相关计算机性能指标的计算,本文意在解释相关专有名词，并对计算公式加以理解。

1 时钟周期与主频
时钟周期：计算机中最基本最小的时间单位，如图，时钟发生器发出的脉冲信号做出周期变化的最短时间即为时钟周期
在这里插入图片描述
主频(时钟频率)：一秒（1 s）内，时钟周期的个数称为时钟频率，俗称主频。

即主频和时钟周期的关系为：
时钟频率（主频）= 1/CPU时钟周期
所以主频越高，CPU运算速度越快
​ 2 CPU执行时间相关计算
这里先介绍几个概念：
CPU执行时间是运行一个程序所花费的时间
CPU时钟周期数是CPU运行一个程序所需时钟周期的总数
CPI：运行一条指令时所需要的时钟周期的总数
即运行一个程序所需要的时钟周期总数为：
指令条数xCPI
IPS： 单位时间内运行的指令数量
IPS=
主频(单位时间内经历的时钟周期)
——————————————
CPI（执行一条指令所需要的时间周期）

CPU执行时间为：
时钟周期总数=指令条数xCPI
—————————————
主频（1s内的时钟周期数）

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