3. Truy cập dữ liệu trong bộ nhớ
3.1 Truy nhập bộ nhớ và thiết bị vào/ra
Thời gian một chù kỳ của xung đồng hồ hệ thống được gọi là một trạng thái. Một trạng thái được tính từ sườn âm của một xung đồng hồ đến sườn âm của xung tiếp theo.
Chu kỳ máy hay chu kỳ bus là một quá trình cơ bản của bộ vi xử lý hay đơn vị làm chủ bus thực hiện việc truyền tải dữ liệu trên bus. Một chu kỳ máy gồm hai giai đoạn : gửi địa chỉ lên bus và chuyển dữ liệu đến hay đi. Giai đoạn đầu, gọi là thời gian địa chỉ , trong đó địa chỉ đích được vi xử lý gửi đi cùng với tín hiệu xác định loại chu kỳ bus. Giai đoạn hai, gọi là thời gian số liệu, trong đó bộ xử lý kiểm tra xem đã có tín hiệu sẵn sàng từ đơn vị cần trao đổi thông tin chưa để cấp hoặc nhận dữ liệu.
Có 4 loại chu kỳ máy cơ bản: đọc bộ nhớ, viết bộ nhớ, đọc vào/ra, viết vào/ra.
Chu kỳ lệnh là thời gian mà vi xử lý cần để nhận lệnh và thi hành một lệnh. Một chu kỳ lệnh gồm một hay nhiều chu kỳ máy.
Tóm lại, các trạng thái tạo nên một chu kỳ máy và các chu kỳ máy tạo nên một chu
kỳ lệnh.
Trạng thái đợi: trong nhiều trường hợp, ví dụ như do tốc độ truy cập của bộ nhớ hay tốc độ xử lý dữ liệu của thiết bị ngoại vi chậm hơn tốc độ của vi xử lý thì phải có cách nhận biết và trì hoãn quá trình trao đổi dữ liệu. Cách giải quyết vấn đề này là một bên thông tin chỉ nhận hay phát tiếp thông tin nếu nhận được một tín hiệu sẵn sàng READY từ bộ nhớ hay ngoại vi rồi mới phát dữ liệu tiếp theo. Nếu bộ nhớ hay ngoại vi chậm, nó sẽ trì hoãn việc phát tín hiệu READY và xử lý không nhận ngay được tín hiệu mà phải trải qua một số nhịp đồng hồ. Mỗi khoảng thời gian ứng với một chu kỳ đồng hồ đợi đó gọi là chu kỳ đợi hay trạng thái đợi. Rõ ràng hệ thống máy tính càng có nhiều trạng thái đời thì hiệu suất xử lý càng chậm.