【嵌入式系统设计师笔记】——复杂指令集(CISC) vs 精简指令集(RISC)

本文探讨了复杂指令集(CISC)与精简指令集(RISC)的架构设计,解释了它们各自的特点、优势以及在实际应用中的不同。RISC简化指令解码,适合流水线化,而CISC通过复杂指令执行多种操作。随着技术发展,RISC在嵌入式系统中广泛应用,而CISC如X86在PC和服务器市场占主导。现代CPU趋向于结合两者的优点。

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精简指令集架构(英语Reduced Instruction Set Computing缩写RISC)


     是计算机中央处理器的一种设计模式。这种设计思路可以想像成是一家流水线工厂,对指令数目和寻址方式都做了精简,使其实现更容易,指令并行执行程度更好,编译器的效率更高。背后的主要思想是通过使用由几个基本步骤组成的指令集来简化硬件,这些指令集用于进行加载,评估和存储操作,就像load命令将加载数据,store命令将存储数据一样。

 


复杂指令集架构(英语Complex Instruction Set Computing缩写CISC)

在计算机系统中,CISC复杂指令集计算机)RISC精简指令集计算机)是两种不同的指令集架构,它们在设计理念、指令复杂性、执行效率硬件需求等方面存在显著差异。CISC指令集包含了大量复杂指令,这些指令往往可以在一个周期内完成多种操作,因此CISC架构的处理器需要设计成能够支持这些复杂指令的硬件逻辑。相比之下,RISC指令集则只包含较少数量的简单指令,每个指令通常在一个周期内完成一个操作,这使得RISC架构的处理器可以拥有更简单的硬件逻辑,同时也意味着大多数操作需要通过多个简单指令组合来实现。 参考资源链接:[全国计算机三级数据库考试精华笔记](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/50zakr4u3o?spm=1055.2569.3001.10343) 这两种架构对微型处理器设计有深远的影响。CISC架构需要更多的晶体管来实现复杂的硬件逻辑,这导致了芯片设计的复杂生产成本的增加。相反,RISC架构由于其简单性,可以更有效地利用流水线技术,减少执行指令所需的周期数,并且由于硬件逻辑简单,RISC处理器可以具有更高的时钟频率,从而实现更快的处理速度。此外,RISC架构的简化指令集硬件逻辑简化了编译器的设计,使得编译器能够更高效地将高级语言转换为机器代码。 在现代计算机系统中,尤其是在嵌入式处理器移动设备中,RISC架构由于其在功耗、性能成本方面的优势而变得越来越流行。例如,ARM处理器就是采用RISC架构的成功案例之一,它广泛应用于智能手机其他便携式设备中。而CISC架构虽然在传统PC服务器领域仍然占有一席之地,但随着技术的发展,许多CISC架构的处理器,如x86架构,也在逐步借鉴RISC架构的优点,通过集成RISC核心或使用混合架构来提升性能效率。 了解这些基础知识对于通过全国计算机三级数据库考试非常重要,因为考试中会涉及到计算机系统指令集架构的相关问题。为了帮助考生更深入地理解这些概念,建议参阅《全国计算机三级数据库考试精华笔记》。这份资料详细介绍了CISCRISC架构的特点及其对微型处理器设计的影响,同时涵盖了考试要求掌握的计算机基础网络基础知识,是备考的重要资源。 参考资源链接:[全国计算机三级数据库考试精华笔记](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/50zakr4u3o?spm=1055.2569.3001.10343)
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