1、第5章 指令系统5.5CISC和RISC按照指令设计和实现的风格,可以将计算机分成复杂指令系统计算机(CISC)和精简指令系统计算机(RISC)。随着计算机的发展,计算机系统为了提供更强的功能和保持兼容性,不断增加指令类型和数量,使得指令系统越来越复杂。许多计算机的指令数达到200条以上,有些指令的功能非常复杂,有多种不同寻址方式、指令格式和指令长度。这种计算机被称为CISC(Complex Instruction Set Computer)。人们提出RISC(Reduced Instructiong Set Computer)概念,通过简化指令系统来寻找提高系统性能的方法。RISC通过减少指
2、令种类、规范指令格式和简化寻址方式,方便了处理器内部的并行处理,提高了处理器的性能。5.5CISC和RISC CISC计算机的主要特征有:(1)指令系统复杂,指令条数一般在200条以上,格式一般多于4种,寻址方式也在4种以上。(2)控制器复杂,占据了相当大的CPU芯片面积。而统计表明,程序的实际执行过程中,80%-90%的时间是在执行10%-20%的简单指令。(3)编译程序负担重。指令丰富,程序员编程时选择空间大,减轻了编程的工作量。但是这样使得编译程序选择目标指令的范围更大,增加了编译程序的负担,编译所需时间就越长,难以生成高效的机器语言程序。5.5CISC和RISC RISC计算机的主要特
3、征有:(1)指令系统由基本的、必要的指令构成,指令格式一般不超过4种,寻址方式一般不超过5个,指令集的指令总数大都不超过100条。(2)指令集中大多数是以寄存器-寄存器方式工作,一般指令不对存储器操作,且在一个机器周期内执行完毕,减少了指令平均执行周期数。(3)指令都以流水方式工作,实现指令的并行操作。5.5CISC和RISC CISC计算机可以简化编程,兼容性好,大多数台式计算机的CPU方案采用CISC方案,如Intel和Motorola芯片。RISC计算机存在的问题是指令功能简单使得程序代码较长,但是CPU效率高,通常比CISC计算机快。当前和将来的处理器方案似乎更倾向于RISC,如工作站处理器IBM RS系列芯片采用了RISC体系结构。