CISC 与 RISC 软考考点 就是 指令集 特点的对比 , 如 指令数量 , 寻址方式 , 实现方式 , 指令格式 等 ;
一、计算机指令集架构
1、计算机指令集架构 - 概念
计算机指令集架构 ( ISA , Instruction Set Architecture ) 定义了 计算机 如何 执行 和 操作 指令 , 计算机 可 执行的 所有指令的集合 ;
每条 计算机 指令 都要有对应的 指令功能 / 指令格式 / 操作数的类型 / 操作数存放地址空间 ;
在计算机中 , 可以使用多条指令 , 实现一个复杂的功能 ;
计算机指令集架构 定义了如下方面的规则 :
- 操作数类型
- 指令集
- 寄存器
- 寻址模式
- 存储体系
- 中断处理
- 异常处理
- 外部 I/O 处理
根据指令系统的复杂程度 , 指令集架构可以分为两大类 :
- 复杂指令集计算机 Complex Instruction Set Computer , 又称为 复杂指令集架构 ;
- 精简指令集计算机 Reduced Instruction Set Computer , 又称为 精简指令集架构 ;
复杂指令集架构 CISC 和 精简指令集架构 RISC 的 上述规则 是不同的 ;
- 如 : x86 ( 复杂指令集架构 CISC ) 和 arm ( 精简指令集架构 RISC ) 架构 的 CPU 的 上述规则 是 不同的 ;
2、复杂指令集架构 - CISC
复杂指令集架构 CISC , 英文全称 " Complex Instruction Set Computer " , 指令数量多、格式多样、长度不一、功能强大 ;
CISC 通过 微程序控制 技术实现 ; 微程序 又称为 微码 , 是 程序员 用 伪指令 编写的程序 ; 程序员 通过 微程序 解读 复杂指令 , 然后由 硬件 执行 ;
复杂指令集架构 有如下特征 :
- 指令数多 : 指令系统复杂庞大 , 通常包含100～250条指令 ;
- 执行效率 : 指令的执行效率比较高 , 可以用较少的指令周期完成较复杂的任务 , 提高CPU利用率 ;
- 格式复杂 : 指令长度不固定 , 指令格式不同 ;
- 使用频率 : 指令的使用频率 不同 , 只有 20% 的指令被频繁使用 , 大部分指令 很少使用 ;
- 寻址方式 : 支持多种寻址方式 , 5～20 种 ;
- 操作内存 : 可直接操作内存 ;
3、精简指令集架构 - RISC
精简指令集架构 RISC , 英文全称 " Reduced Instruction Set Computer " , 其核心在于 减少指令种类和简化指令功能 , 以提高指令的执行速度 , 指令数量少、格式类型少、长度固定 ;
RISC 通过 增加 通用寄存器 个数 , 硬布线逻辑控制 , 采用流水线 方式实现 ;
精简指令集架构 有如下特征 :
- 指令精简 : 每条指令通常只完成一个基本操作 , 如 : 加载操作、存储操作、运算操作 ;
- 长度固定 : 所有指令长度固定 , 指令格式种类少 , 寻址方式种类少 ;
- 寄存器多 : CPU 中通用寄存器数量很多 ;
