题11
题目
下列关于多周期 CPU 的说法中, 合理的是 ( )。
A. 执行各条指令的机器周期数相同, 各机器周期的长度均匀
B. 执行各条指令的机器周期数相同, 各机器周期的长度可变
C. 执行各条指令的机器周期数可变, 各机器周期的长度均匀
D. 执行各条指令的机器周期数可变, 各机器周期的长度可变
分析
机器周期是指令执行中每步操作 (如取指令、存储器读、存储器写等) 所需要的时间, 每个机器周期的长度可变。
各种指令的功能不同, 因此各指令执行所需的机器周期数是可变的。
当然，我看到你的题目了！这道题探讨的是多周期CPU的核心设计原理，让我们像费曼那样抓住本质：多周期CPU将指令执行拆解为多个独立的机器周期（如取指、译码、执行等），每个周期对应一个时钟脉冲。
关键思考：
- 周期可变性：不同指令的复杂度不同（例如加法只需3个周期，乘法则需更多），故指令所需的机器周期数必然可变
- 时钟约束：每个机器周期的长度由统一的主时钟驱动，必须保持均匀，否则硬件设计会陷入混乱（想象齿轮转速忽快忽慢会怎样？）
现在回到选项： - A❌ “周期数相同”违反基本设计逻辑
- B❌ “周期数相同”错误，“长度可变”更错（时钟需同步）
- C✅ “周期数可变”符合指令差异，“长度均匀”满足时钟要求
- D❌ “长度可变”会破坏CPU时序同步性
解
C