RISC和CISC比较
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2017-03-15
08:41:31
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精简指令集计算机和 复杂指令集计算机是当前 的两种架构。它们的区别在于不同的 设计理念
和方法。
早期的 全部是 架构，它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。比如对于乘法运
算，在 架构的 上，您可能需要这样一条指令： 就可以将 和 中的数相乘
并将结果储存在 中。将 中的数据读入寄存器，相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于
中设计的逻辑来实现。这种架构会增加 结构的复杂性和对 工艺的要求，但对于编译器的开发十分有
利。比如上面的例子， 程序中的 就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有 及其兼容 还在使用
架构。
架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在 架构上实现，将 中的数据读入
寄存器，相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现，比如：
。这种架构可以降低 的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的 ，但对于编译
器的设计有更高的要求。
另：
（复杂指令集）与 （精简指令集）的区别
复杂指令集计算机
长期来，计算机性能的提高往往是通过增加硬件的复杂性来获得．随着集成电路技术．特别是 （超大规
模集成电路）技术的迅速发展，为了软件编程方便和提高程序的运行速度，硬件工程师采用的办法是不断增加可
实现复杂功能的指令和多种灵活的编址方式．甚至某些指令可支持高级语言语句归类后的复杂操作．至使硬件越
来越复杂，造价也相应提高．为实现复杂操作，微处理器除向程序员提供类似各种寄存器和机器指令功能外．还
通过存于只读存贮器中的微程序来实现其极强的功能 ，傲处理在分析每一条指令之后执行一系列初级指令
运算来完成所需的功能，这种设计的型式被称为复杂指令集计算机 !"#$"!%结构．一
般 计算机所含的指令数目至少 &'' 条以上，有的甚至超过 ('' 条．
精简指令集计算机
采用复杂指令系统的计算机有着较强的处理高级语言的能力．这对提高计算机的性能是有益的．当计算机的
设计沿着这条道路发展时．有些人没有随波逐流．他们回过头去看一看过去走过的道路，开始怀疑这种传统的做
法： 公司没在纽约 )!*+ 的 ,- ./ 研究中心于 012( 年组织力量研究指令系统的合理性问题．因为
当时已感到，日趋庞杂的指令系统不但不易实现．而且还可能降低系统性能． 0121 年以帕特逊教授为首的一批科
学家也开始在美国加册大学伯克莱分校开展这一研究．结果表明， 存在许多缺点．首先．在这种计算机中．
各种指令的使用率相差悬殊：一个典型程序的运算过程所使用的 3'％指令．只占一个处理器指令系统的 4'％．事
实上最频繁使用的指令是取、存和加这些最简单的指令．这样%来，长期致力于复杂指令系统的设计，实际上是在
设计一种难得在实践中用得上的指令系统的处理器．同时．复杂的指令系统必然带来结构的复杂性．这不但增加
了设计的时间与成本还容易造成设计失误．此外．尽管 技术现在已达到很高的水平，但也很难把 的全部
硬件做在一个芯片上，这也妨碍单片计算机的发展．在 中，许多复杂指令需要极复杂的操作，这类指令多数
是某种高级语言的直接翻版，因而通用性差．由于采用二级的微码执行方式，它也降低那些被频繁调用的简单指
令系统的运行速度．因而．针对 的这些弊病．帕特逊等人提出了精简指令的设想即指令系统应当只包含那些
使用频率很高的少量指令．并提供一些必要的指令以支持操作系统和高级语言．按照这个原则发展而成的计算机
被称为精简指令集计算机5"#5 !"#$"!%结构．简称 ．
与 的区别
我们经常谈论有关66与6#7 -6的话题，但是又有多少人知道以 公司 839 为核心的 系列正是基于
体系结构，而 公司的 #7 - 则是基于 体系结构， 与 到底有何区别？
从硬件角度来看 处理的是不等长指令集，它必须对不等长指令进行分割，因此在执行单一指令的时候需
要进行较多的处理工作。而 执行的是等长精简指令集， 在执行指令的时候速度较快且性能稳定。因此在
并行处理方面 明显优于 ， 可同时执行多条指令，它可将一条指令分割成若干个进程或线程，交由多
个处理器同时执行。由于 执行的是精简指令集，所以它的制造工艺简单且成本低廉。
从软件角度来看， 运行的则是我们所熟识的 、/75+ 操作系统。而且它拥有大量的应用程序。因
为全世界有 9(:以上的软件厂商都理为基于 体系结构的 及其兼容机服务的，象赫赫有名的 7#! ; 就是
其中的一家。而 在此方面却显得有些势单力薄。虽然在 上也可运行 、/75+ ，但是需要一个翻译
过程，所以运行速度要慢许多。
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