时钟

计算机处理器内部由很多部件组成,每个部件需要互相协调并配合好,才能完成既定运算任务。试想用加法器做加法运算,如果操作数 A 已经就行,但 B 却仍未到位,那么结果 S 一定谬之千里。

那么,怎样才能协调好各种部件,让它们步调一致地工作呢?

我们可以从人与人之间的协作中寻找灵感,以龙舟比赛为例:众所周知,队员必须同时划桨,一致发力,龙舟才能飞速前进。那么,龙舟队员是怎么做到整齐划一的呢?

答案是—— 鼓声 。鼓手按一定的节奏擂鼓,队员们听到鼓声就一起划桨,整齐划一。鼓手就像一个节拍器,而鼓声就是他发出的一个个信号,指引着每一个队员。

您可能已经想到了,我们是不是可以设计一个电路,按一定的节奏输出 高电平1 ),依次来驱动其他部件协调工作呢?是的,计算机内部就是这样做的!

按一定节奏周而复始地输出某种信号,这样的电路通常称为 脉冲电路 。脉冲信号通常周期相同,可以用来计时,因此在计算机领域常被称为 时钟clock )。

现代 CPU 通常使用 晶体振荡器 作为时钟,来产生周期性脉冲信号。脉冲信号的频率以 HZ 为单位,表示每秒产生的脉冲个数。振晶 频率可以达到 GHZ 以上,即每秒产生一百万个脉冲。频率是 CPU 非常重要的性能指标:频率越高,意味着 CPU 每秒钟能执行的处理指令越多。

GHZ 级别的高频时钟对我们来说难度很大,我们就做个 蜂鸣器时钟 练练手就好啦,哈哈~

小菜自制计算机】系列文章首发于公众号【小菜学编程】,敬请关注:

【自制计算机】系列文章首发于公众号【小菜学编程】,敬请关注: