文章目錄

• 復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)(CISC)
• 精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)
• CISC與RISC的區(qū)別
• 參考文章

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RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))和CISC(復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))是當(dāng)前CPU的兩種架構(gòu)。它們的區(qū)別在于不同的CPU設(shè)計(jì)理念和方法。

復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)(CISC)

長期來，計(jì)算機(jī)性能的提高往往是通過增加硬件的復(fù)雜性來獲得．隨著集成電路技術(shù)．特別是VLSI（超大規(guī)模集成電路）技術(shù)的迅速發(fā)展，為了軟件編程方便和提高程序的運(yùn)行速度，硬件工程師采用的辦法是不斷增加可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能的指令和多種靈活的編址方式．甚至某些指令可支持高級語言語句歸類后的復(fù)雜操作．至使硬件越來越復(fù)雜，造價(jià)也相應(yīng)提高．為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜操作，微處理器除向程序員提供類似各種寄存器和機(jī)器指令功能外．還通過存于只讀存貯器(ROM)中的微程序來實(shí)現(xiàn)其極強(qiáng)的功能 ，傲處理在分析每一條指令之后執(zhí)行一系列初級指令運(yùn)算來完成所需的功能，這種設(shè)計(jì)的型式被稱為復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)(Complex
Instruction Set Computer-CISC)結(jié)構(gòu)．一般CISC計(jì)算機(jī)所含的指令數(shù)目至少300條以上，有的甚至超過500條．

精簡指令集計(jì)算機(jī)(RISC)

采用復(fù)雜指令系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)有著較強(qiáng)的處理高級語言的能力．這對提高計(jì)算機(jī)的性能是有益的．當(dāng)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)沿著這條道路發(fā)展時(shí)．有些人沒有隨波逐流．他們回過頭去看一看過去走過的道路，開始懷疑這種傳統(tǒng)的做法：IBM公司沒在紐約Yorktown的JhomasI.Wason研究中心于1975年組織力量研究指令系統(tǒng)的合理性問題．因?yàn)楫?dāng)時(shí)已感到，日趨龐雜的指令系統(tǒng)不但不易實(shí)現(xiàn)．而且還可能降低系統(tǒng)性能．1979年以帕特遜教授為首的一批科學(xué)家也開始在美國加冊大學(xué)伯克萊分校開展這一研究．結(jié)果表明，CISC存在許多缺點(diǎn)．首先．在這種計(jì)算機(jī)中．各種指令的使用率相差懸殊：一個(gè)典型程序的運(yùn)算過程所使用的80％指令．只占一個(gè)處理器指令系統(tǒng)的20％．事實(shí)上最頻繁使用的指令是取、存和加這些最簡單的指令．這樣-來，長期致力于復(fù)雜指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)際上是在設(shè)計(jì)一種難得在實(shí)踐中用得上的指令系統(tǒng)的處理器．同時(shí)．復(fù)雜的指令系統(tǒng)必然帶來結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性．這不但增加了設(shè)計(jì)的時(shí)間與成本還容易造成設(shè)計(jì)失誤．此外．盡管VLSI技術(shù)現(xiàn)在已達(dá)到很高的水平，但也很難把CISC的全部硬件做在一個(gè)芯片上，這也妨礙單片計(jì)算機(jī)的發(fā)展．在CISC中，許多復(fù)雜指令需要極復(fù)雜的操作，這類指令多數(shù)是某種高級語言的直接翻版，因而通用性差．由于采用二級的微碼執(zhí)行方式，它也降低那些被頻繁調(diào)用的簡單指令系統(tǒng)的運(yùn)行速度．因而．針對CISC的這些弊病．帕特遜等人提出了精簡指令的設(shè)想即指令系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)只包含那些使用頻率很高的少量指令．并提供一些必要的指令以支持操作系統(tǒng)和高級語言．按照這個(gè)原則發(fā)展而成的計(jì)算機(jī)被稱為精簡指令集計(jì)算機(jī)(Reduced Instruction Set Computer-RISC)結(jié)構(gòu)．簡稱RISC．

CISC與RISC的區(qū)別

我們經(jīng)常談?wù)撚嘘P(guān)"PC"與"Macintosh"的話題，但是又有多少人知道以Intel公司X86為核心的PC系列正是基于CISC體系結(jié)構(gòu)，而 Apple公司的Macintosh則是基于RISC體系結(jié)構(gòu)，CISC與RISC到底有何區(qū)別？-

• 從硬件角度來看CISC處理的是不等長指令集，它必須對不等長指令進(jìn)行分割，因此在執(zhí)行單一指令的時(shí)候需要進(jìn)行較多的處理工作。而RISC執(zhí)行的是等長精簡指令集，CPU在執(zhí)行指令的時(shí)候速度較快且性能穩(wěn)定。因此在并行處理方面RISC明顯優(yōu)于CISC，RISC可同時(shí)執(zhí)行多條指令，它可將一條指令分割成若干個(gè)進(jìn)程或線程，交由多個(gè)處理器同時(shí)執(zhí)行。由于RISC執(zhí)行的是精簡指令集，所以它的制造工藝簡單且成本低廉。
• 從軟件角度來看，CISC運(yùn)行的則是我們所熟識的DOS、Windows操作系統(tǒng)。而且它擁有大量的應(yīng)用程序。因?yàn)槿澜缬?5%以上的軟件廠商都理為基于CISC體系結(jié)構(gòu)的PC及其兼容機(jī)服務(wù)的，象赫赫有名的Microsoft就是其中的一家。而RISC在此方面卻顯得有些勢單力薄。雖然在RISC上也可運(yùn)行DOS、Windows，但是需要一個(gè)翻譯過程，所以運(yùn)行速度要慢許多。
• 目前CISC與RISC正在逐步走向融合，Pentium Pro、Nx586、K5就是一個(gè)最明顯的例子，它們的內(nèi)核都是基于RISC體系結(jié)構(gòu)的。他們接受CISC指令后將其分解分類成RISC指令以便在遇一時(shí)間內(nèi)能夠執(zhí)行多條指令。由此可見，下一代的CPU將融合CISC與RISC兩種技術(shù)，從軟件與硬件方面看二者會(huì)取長補(bǔ)短。
• 復(fù)雜指令集CPU內(nèi)部為將較復(fù)雜的指令譯碼，也就是指令較長，分成幾個(gè)微指令去執(zhí)行，正是如此開發(fā)程序比較容易（指令多的緣故），但是由于指令復(fù)雜，執(zhí)行工作效率較差，處理數(shù)據(jù)速度較慢，PC 中 Pentium的結(jié)構(gòu)都為CISC CPU。
• RISC是精簡指令集CPU，指令位數(shù)較短，內(nèi)部還有快速處理指令的電路，使得指令的譯碼與數(shù)據(jù)的處理較快，所以執(zhí)行效率比CISC高，不過，必須經(jīng)過編譯程序的處理，才能發(fā)揮它的效率，我所知道的IBM的 Power PC為RISC CPU的結(jié)構(gòu)，CISCO 的CPU也是RISC的結(jié)構(gòu)。
• 咱們經(jīng)常見到的PC中的CPU，Pentium-Pro（P6）、Pentium-II,Cyrix的M1、M2、AMD的K5、K6實(shí)際上是改進(jìn)了的CISC，也可以說是結(jié)合了CISC和RISC的部分優(yōu)點(diǎn)。
• RISC與CISC的主要特征對比
  比較內(nèi)容 CISC RISC
  指令系統(tǒng) 復(fù)雜，龐大 簡單，精簡
  指令數(shù)目 一般大于200 一般小于100
  指令格式 一般大于4 一般小于4
  尋址方式 一般大于4 一般小于4
  指令字長 不固定 等長
  可訪存指令 不加限制 只有LOAD/STORE指令
  各種指令使用頻率 相差很大 相差不大
  各種指令執(zhí)行時(shí)間 相差很大 絕大多數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)完成
  優(yōu)化編譯實(shí)現(xiàn) 很難 較容易
  程序源代碼長度 較短 較長
  控制器實(shí)現(xiàn)方式 絕大多數(shù)為微程序控制 絕大多數(shù)為硬布線控制
  軟件系統(tǒng)開發(fā)時(shí)間 較短 較長

參考文章

risc指令集是什么
百度百科
維基百科

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的RISC和CISC的区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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