复杂指令系统
计算机名词
复杂指令系统指的是一台计算机所能执行的各种不同类型指令的总和。即一台计算机所能执行的全部操作。
分类
执行速度也相应越慢。下面的对比显示了两类微处理器的差异:
复杂指令系统计算机(CISC)方案包含一个丰富的微代码系统,简化了处理器上运行程序的编制。
精简指令系统计算机(RISC)方案顾名思义,它有一个精简的指令系统。从而提高了微理器的效率,但需要更复杂的外部程序。
原理
RISC方案基于JohnCocke在IBM公司的工作,他发现约20%的计算机指令完成约80%的工作。因此,RISC系统通常比CISC系统要快。他的80/20规则促进了RISC体系结构的开发。
大多数台式微处理器方案如Intel和Motorola芯片都采用CISC方案;工作站处理器加MIDS芯片DECAlpha和IBMRS系列芯片均采用RISC体系结构。当前和将来的处理器方案似乎更倾向于RISC。
为了谋求处理能力的提高,将各个命令接近于高级语言,使其能够进行复杂的处理。作为个人电脑用的CPU,拥有共计9成以上市场份额的Intel公司的x86系列和与其兼容的互换处理器就属于它。
发展过程
指令的发展历程:
50年代:指令系统只有定点加减、逻辑运算、数据传送、转移等十几至几十条指令。
60年代后期:增加了乘除运算、浮点运算、十进制运算、字符串处理等指令,指令数目多达一二百条,寻址方式也趋多样化。
60年代后期开始出现系列计算机、复杂指令系统计算机、精简指令系统计算机。
系列计算机是指基本指令系统相同、基本体系结构相同的一系列计算机。其必要条件是同一系列的各机种有共同的指令集.而且新推出的机种指令系统一定包含所有旧机种的全部指令,即实现一个“向上兼容”。因此旧机种上运行的各种软件可以不加任何修改便可在新机种上运行,大大减少了软件开发费用。
复杂指令系统计算机(CISC)计算机的指令系统多达几百条。但是如此庞大的指令系统难以保证正确性,不易调试维护,造成硬件资源浪费。为此人们又提出了便于VLSI技术实现的
精简指令系统计算机(RISC)RISC是一种计算机系统结构的设计思想,至今还没有一个确切的定义。
指令系统的性能决定了计算机的基本功能,它的设计直接关系到计算机的硬件结构和用户的需要。一个完善的指令系统应满足如下四方面的要求:
完备性:指用汇编语言编写各种程序时,指令系统直接提供的指令足够使用,而不必用软件来实现。完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便。
有效性:是指利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。高效率主要表现在程序占据存储空间小、执行速度快。
规整性:包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。对称性是指:在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可同等对待,所有的指令都可使用各种寻址方式;匀齐性是指:一种操作性质的指令可以支持各种数据类型;指令格式和数据格式的一致性是指:指令长度和数据长度有一定的关系,以方便处理和存取。
兼容性:至少要能做到“向上兼容”,即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。
参考资料
最新修订时间:2023-12-11 14:52
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