我是一名软件工程师，经常有人问一些CPU的概念（主频、指令）。今天我开一篇文章，用通俗易懂的语言把基本的概念给大家解释清楚。

古有水风车自动碾磨谷物、提水灌溉——水流驱动

今有振荡器自动启动设备、运行程序——电能驱动

时钟发生器与时钟振荡器

CPU工作的时候，不能你做一样，他做一样，否则就乱套了。所以需要有1名主管协调工作的步骤，让大家要步调一致。时钟发生器，就是这个主管。在计算机中，时钟发生器会连续不停的产生时钟信号并发送给时钟振荡器。时钟振荡器接到1个时钟信号后，时钟振荡器产生1次脉冲，芯片内的晶体管就改变一次状态，让整个芯片完成一次动作。这样就实现统一指挥，完成全部动作。

CPU处理器是在时钟发生器、时钟振荡器的“指挥”下有条不紊进行工作的。

取时钟之意，是因为各个晶体管（电路）在工作的时候会保持步调一致，否则会出问题。

时钟周期

时钟发生器发出的脉冲信号做出周期变化的最短时间称之为震荡周期，也称“时钟周期”。它是计算机中最基本的、最小的时间单位。

主频（时钟频率）

每一次脉冲（即一个震荡周期）到来，芯片内的晶体管就改变一次状态，让整个芯片完成一次动作。一个震荡周期内，晶体管只会改变一次状态。由此，更小的时钟周期就意味着更高的工作频率。

一秒（1 s）内，震荡周期的个数称为时钟频率，俗称主频。

不难看出主频和时钟周期的关系：

由上面的关系不难推出，主频越高，CPU的运算速度就越快。

CPI（平均执行周期数）

CPI是处理器执行一条指令所需的时钟周期数。

MIPS

MIPS(Million Instructions Per Second)：单字长定点指令平均执行速度 Million Instructions Per Second的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。这是衡量CPU速度与性能的一个指标。

计算公式：MIPS=主频 / CPI * 10的6次方

参考文献

计算机科学与技术（百科知识、概念定义）

CPU时钟周期和时钟频率_My Blogs-CSDN博客_时钟周期和时钟频率的关系

时钟频率是个什么概念？？ - 知乎