电脑中的频率

    1.时钟信号

      微机是一个十分复杂的电子设备。它由各种集成电路和电子器件组成，每一个集成电路中都集成了数以万计的晶体管和其他电子元件。

      这样一个十分庞大的系统，要使它能够正常地工作，就必须按照统一的节奏进行工作，这个节奏发生器就是系统时钟信号。如果没有统一的时间单位，CPU内部与外部各个设备之间就不能明确自己发送出去的信号对方是否收到。🧑‍🎤‏🩲📞😚🖐

      为了确保信息能够有序运行，往往通过一套时钟信号与系统同步进行操作。时钟信号由一系列脉冲信号构成，脉冲信号是一个按一定电压幅度、一定时间间隔连续发出的电平信号，它周期性地在0和1之间变化，如图所示。


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      第一个脉冲和第二个脉冲之间的时间间隔称为周期，它的单位为秒(s)。在单位时间(1s)内所产生的脉冲个数称为频率。频率的标准计量单位是Hz(赫兹)。

      时钟频率与周期的定义如下：

f="r

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     频率表示时钟脉冲在1s内重复的次数。在CPU中，频率的常用单位是MHz，即每秒钟发生100万个脉冲；GHz即每秒钟发生10亿个脉冲。与之对应，周期的常用单位是微秒(as)和纳秒(ns)。

      例：4个CPU工作频率为2GHz，它的时钟周期为：

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T=1/f=1/(2X109)=0.5ns(纳秒）

     时钟周期是微机操作的最小时间单位，微机绝大部分操作都以时钟周期为基准。微机将时钟的边沿作为执行指令的基准，时钟频率越高，边沿数越多，微机工作速度越快。

      在微机中，CPU、内存和总线之间进行信号传输时需要精确定时。如CPU处理数据是按照一定的指令进行的，每次执行指令时，CPU内部的运算器、寄存器和控制器等都必须相互配合进行，虽然每次执行的指令长短不一，参与运算的CPU内部单元也不止一个，但由于都能按照统一的时钟脉冲同步进行，所以整个系统能协调一致地正常运行。在微机中时钟频率信号一般用CLIK标记。
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      为CPU和其他设备提供原始时钟频率的器件是微机主板上的晶振元件。当微机主板上电后它就会发生电磁振荡，产生一系列高频率的电子脉冲波。但是这些脉冲还不够精密，与计算机需要的频率还不匹配，因此还需要将这些原始频率输入到时钟频率发生器集成电路芯片，由时钟频率发生器芯片进行信号整形和分频，然后输出微机需要的各种工作频率(简称为“分频”）。主板上的时钟频率发生器如下图所示，也有些主板将时钟频率发生器集成在北桥芯片内。