“21天养成好习惯”第一期—9

cpu

指令系统——指令集类型

设计cpu一般过程

指令系统——>数据通路——>控制器——>cpu定型

指令：计算机执行某类操作的信息的集合，是cpu工作的主要依据。

指令集：处理器能执行的全体指令的集合（CISC，RISC）

        决定了计算机的硬件功能 ，是计算机中软硬件的分界面。

指令字：用来表示指令的一组二进制代码

指令字长：指令中包含的二进制代码位数

机器字长：计算机能够直接处理的二进制数据的位数=寄存器的宽度

指令集类型

CISC

复杂指令集计算

早期计算机部件昂贵、速度慢，为了扩展硬件功能，不得不将更多更复杂指令加入到指令系统，以提高计算机的处理能力——>复杂指令集 

RISC

精简指令集计算

随着半导体技术进步，80年代开始逐渐直接通过硬件方式，而不是扩充指令来实现复杂功能，指令规模逐渐缩小、指令进一步简化——>精简指令集

 CISC和RISC的技术背景

（1）2-8规律

CISC中不同指令使用频率悬殊，简单指令（约占20%的）约占80%的使用频率，复杂指令（约占80%的）约占20%的使用频率

（2）不利于VLSI工艺

为实现大量的复杂指令，控制逻辑极不规整，给VLSI工艺造成很大困难。

（3）主存技术的发展

 CISC的特点

（1）指令数量多

（2）指令长度可以不固定，指令格式和寻址方式多样

（3）很多指令会涉及存储器读写操作，指令周期长

（4）一般在通用处理器中使用

RISC的特点

（1） 指令数量少

（2）指令长度固定，指令格式和寻址方式种类也少

（3）一般只有少量指令，如(取数/存数)才会读写存储器，其余指令指涉及CPU内部寄存器，指令周期短

（4）一般在高端服务器CPU中使用