简述指令周期、机器周期、时钟周期

指令周期

指令周期是CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和，一般由若干个机器周期组成，是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。

机器周期

机器周期也叫CPU周期，由于CPU访问一次内存所花的时间较长，因此用从内存读取一条指令字的最短时间来定义。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。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。

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），是计算机中最基本的、最小的时间单位。一个机器周期包含若干个时钟周期。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。

N时钟周期 = 1机器周期

N机器周期 = 1指令周期

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只需一个机器周期。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。

从指令的执行速度看，单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期，三字节指令都是双机器周期，只有乘、除指令占用4个机器周期。

因此在进行编程时，在完成相同工作的情况下，选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率，尤其是在编写大型程序程序的时候，其效果更加明显。