risc(risc)和cisc体系结构(带图表)(cisc architecture (with diagram))的区别

基于指令集,有两种流行的体系结构类型。它们是CISC(复杂指令集计算)和RISC(精简指令集计算)。让我们讨论这两种体系结构之间的潜在差异、优势、劣势和相似之处。...

基于指令集,有两种流行的体系结构类型。它们是CISC(复杂指令集计算)和RISC(精简指令集计算)。让我们讨论这两种体系结构之间的潜在差异、优势、劣势和相似之处。

什么是精简指令集计算(risc)(risc (reduced instruction set computing))?

RISC(精简指令集计算机)是一种使用中央处理器(CPU)实现简化指令处理器设计原理的计算机。RISC体系结构设计通过最大限度地减少永久存储在微处理器中的指令数量,并更多地依赖非驻留指令(即代码或软件程序),显著简化和加速数据处理。RISC无疑是当今最快、最有效的微处理器技术。

RISC芯片或微处理器充分利用了这样一个事实,即计算机处理过程中的大多数指令都相对简单,并且计算机的设计能够快速处理这些简单指令。RISC体系结构是对原始英特尔奔腾芯片中使用的CISC(复杂指令集计算)体系结构的改进。尽管英特尔在将RISC技术集成到其芯片上方面进展缓慢,但它们仍然大多基于ISC。

关于RISC体系结构的最终价值,专家们仍有很多争议。怀疑论者认为,通过简化硬件,RISC架构给软件带来了更大的负担。因此他们得出结论,这不值得费心,因为传统微处理器正变得越来越便宜和快速。另一方面,支持者认为RISC机器既便宜又快,因此是未来的机器。

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关于risc架构,您需要了解什么

  1. RISC具有较少的寻址模式,指令集中的大多数指令都具有寄存器到寄存器的寻址模式。
  2. 它是一个硬接线的编程单元。
  3. CISC指令集架构的示例包括system/360、PDP-11、VAX、AMD、摩托罗拉68000和英特尔x86CPU上的台式PC。
  4. 使用指令的固定长度编码。示例:在IA32中,通常所有指令都编码为4字节。
  5. 算术和逻辑运算仅限UserRegister操作数。只有load和STORE指令才允许内存引用,即分别从内存读入寄存器和从寄存器写入内存。
  6. 指令集减少,即指令集中只有少数指令。这些指令中有许多是非常重要的。
  7. RISC体系结构用于视频处理、电信和图像处理等高端应用。
  8. RISC处理器有大约一个时钟周期的简单指令。每条指令的平均时钟周期(CPI)为1.5。
  9. RISC处理器是高度流水线的。
  10. 实现程序暴露于机器级程序。很少有RISC机器不允许特定的指令序列。
  11. 使用软件合成复杂的寻址模式。
  12. 复杂性在于微程序。
  13. 性能得到优化,更加关注软件。
  14. 它不需要外部内存进行计算。
  15. 指令的解码很简单。
  16. 代码扩展可能是个问题。
  17. 执行时间更短。
  18. 存在多个寄存器集。
  19. 它没有内存单元,使用单独的硬件来实现指令。
  20. RISC具有较大的程序大小。

什么是risc的一些优点(some of the advantages of risc)?

  • RISC更多的是一种通用的计算方法,而不是一组特定的规则,因此,不同的基于RISC的处理器和系统以不同的方式工作。
  • 由于其简单性,它允许使用微处理器上的空间。
  • 操作速度可以最大化,执行时间可以最小化。
  • 与CISC相比,它易于设计。
  • 由于简化了指令集,性能更好。
  • RISC指令每时钟周期执行一条指令。
  • 它有一个单独的存储单元,因此可以节省磁盘空间。

risc的缺点

  • 使用RISC设计编译器很复杂。
  • 它涉及更多的硬件。
  • 与CISC相比,随着指令大小的减小,执行操作所需的指令数量也会增加。
  • RISC在处理复杂指令和复杂寻址方式方面遇到了很多困难。
  • RISC指令不允许直接内存到内存的传输;这样做需要加载和存储说明。

复杂指令集计算(cisc)

CISC是一种微处理器设计。CISC体系结构包含一大组计算机指令,范围从非常简单到非常复杂和专门化。尽管该设计旨在以最高效的方式计算复杂指令,但后来发现许多小而短的指令可以更高效地计算复杂指令。

IBM的RISC系统/6000工作站和Macintosh计算机中使用的PowerPC微处理器是RISC微处理器。英特尔的奔腾微处理器是CISC微处理器。RISC从CISC设计中获取每一条更长、更复杂的指令,并将其简化为多条指令,这些指令更短、处理速度更快。

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关于cisc体系结构,您需要了解什么

  1. CISC有许多不同的寻址模式,可以更有效地表示高级编程语言语句。
  2. 它有一个微程序单元。
  3. RISC系列的示例包括DEC Alpha、AMD29000、ARC、Atmel AVR、Blackfin、英特尔i860和i960、MIPS、摩托罗拉88000、PA-RISC、power(包括PowerPC)、SuperH、SPARC和ARM。
  4. 使用指令的可变长度编码。示例:IA32指令大小的范围为1到15字节。
  5. 算术和逻辑运算可以应用于内存和寄存器操作数。
  6. 指令集有各种不同的指令,可用于复杂的操作。
  7. CISC体系结构用于低端应用,如安全系统、家庭自动化等。
  8. CISC处理器有复杂的指令,需要占用多个时钟来执行。每条指令的平均时钟周期(CPI)在2到15之间。
  9. 它们通常不太管道化或根本不管道化。
  10. 实现程序对机器级程序隐藏。ISA在程序和程序执行方式之间提供了一个清晰的抽象。
  11. CISC已经支持复杂的寻址模式。
  12. RISC的复杂性在于执行程序的编译器。
  13. 性能得到优化,更加关注硬件。
  14. 它确实需要一个外部存储器来进行计算。
  15. 指令的解码是复杂的。
  16. 代码扩展不是问题。
  17. 执行时间非常长。
  18. 只有一个寄存器集存在。
  19. 它有一个内存单元来实现复杂的指令。
  20. CISC的程序规模很小。

什么是cisc的一些优势(some of the advantages of cisc)?

  • 由于该体系结构使用通用硬件执行命令,因此在不改变指令集结构的情况下向芯片中添加新命令很容易。
  • 编写CISC汇编代码通常比编写RISC汇编代码更容易。
  • CISC支持微程序设计。
  • 内存中的操作数由指令操作。
  • CISC有大量定义良好的指令,这使得高级语言易于设计和实现。
  • 具有更多的寻址代码和更少的寄存器。

cisc的缺点

  • 每行代码可以占用多个周期。
  • 在一个典型的编程事件中,只有不到30%的现有指令被使用,即使存在多个甚至不经常使用的专用指令。
  • 由于不同指令所需的时钟时间不同,机器的整体性能会降低。

risc v(risc v)和表格形式的cisc体系结构(cisc architecture in tabular form)的区别

比较基础 RISC 中钢集团
寻址模式数 RISC具有较少的寻址模式,指令集中的大多数指令具有寄存器到寄存器的寻址模式。 CISC有许多不同的寻址模式,因此可以更有效地表示高级编程语言语句。
微程序设计单元 它是一个硬接线的编程单元。 它有一个微程序单元。
例子 System/360、PDP-11、VAX、AMD、摩托罗拉68000和英特尔x86 CPU上的台式PC。 DEC Alpha、AMD 29000、ARC、Atmel AVR、Blackfin、英特尔i860和i960、MIPS、摩托罗拉88000、PA-RISC、power(包括PowerPC)、SuperH、SPARC和ARM。
指令编码 使用指令的固定长度编码。示例:在IA32中,通常所有指令都编码为4字节。 使用指令的可变长度编码。示例:IA32指令大小的范围为1到15字节。
算术和逻辑运算 算术和逻辑运算仅使用寄存器操作数。 算术和逻辑运算可以应用于内存和寄存器操作数。
指令集 指令集减少,即指令集中只有少量指令。这些指令中有许多是非常原始的。 指令集有各种不同的指令,可用于复杂的操作。
应用 它用于视频处理、电信和图像处理等高端应用。 它用于低端应用,如安全系统、家庭自动化等
加工机 它的处理器有大约一个时钟周期的简单指令。 它的处理器有复杂的指令,需要占用多个时钟来执行。
处理器流水线 它的处理器是高度流水线的。 处理器通常较少采用流水线或根本不采用流水线。
实施方案 实现程序暴露于机器级程序。 实现程序对机器级程序隐藏。
复杂寻址模式 使用软件合成复杂的寻址模式。 它已经支持复杂的寻址模式。
复杂性 复杂性在于微程序。 RISC的复杂性在于执行程序的编译器。
表演 性能得到优化,更加关注软件。 性能得到优化,更加关注硬件。
外部存储器 它不需要外部内存进行计算。 它确实需要一个外部存储器来进行计算。
指令解码 指令的解码很简单。 指令的解码是复杂的。
代码扩展 代码扩展可能是个问题。 代码扩展不是问题。
执行时间 执行时间更短。 执行时间非常长。
登记册 存在多个寄存器集。 只有一个寄存器集存在。
存储单元 它没有内存单元,使用单独的硬件来执行指令。 它有一个内存单元来执行复杂的指令。
程序大小 RISC具有较大的程序大小。 CISC的程序规模很小。

  • 发表于 2021-11-29 18:06
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  • 分类:IT

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