9、计算机架构与指令解释器基础解析

计算机架构与指令解释器基础解析

在计算机领域，CISC（复杂指令集计算机）和 RISC（精简指令集计算机）是两个至关重要的概念，它们代表了计算机实现的两种不同方式。

CISC 与 RISC 的起源与发展

早期计算机的发展如同不断叠加新特性，随着技术进步，内存容量呈指数级增长，每比特成本大幅下降，8 位和 16 位字长逐渐被 32 位和 64 位指令集取代。第一代和第二代微处理器基于累加器，指令采用“一个半地址”，例如执行 C = A + B 时，代码如下：

LDA A      @ Load accumulator with A
ADD B      @ Add B to the accumulator
STA C      @ Store the accumulator in C

但这种方式会因数据都要通过累加器而产生瓶颈，且计算机速度提升快于内存速度，程序员希望尽可能将数据保留在芯片上。

RISC 采用寄存器到寄存器的架构，只允许寄存器与内存之间进行数据传输。RISC 处理器通常有 16 或 32 个寄存器，上述代码在 RISC 处理器上可表示为：

LDR r0,[r1]  @ Load r0 with data pointed at by r1
LDR r2,[r3]  @ Load r2 with data pointed at by r3
ADD r4,r0,r2 @ Add r0 and r2, result in r4
STR r4,[r5]  @ Sto