《计算机组成原理》课件第五章指令系统-5.5.ppt

1、第5章 指令系统5.5CISC和RISC按照指令设计和实现的风格，可以将计算机分成复杂指令系统计算机(CISC)和精简指令系统计算机（RISC）。随着计算机的发展，计算机系统为了提供更强的功能和保持兼容性，不断增加指令类型和数量，使得指令系统越来越复杂。许多计算机的指令数达到200条以上，有些指令的功能非常复杂，有多种不同寻址方式、指令格式和指令长度。这种计算机被称为CISC（Complex Instruction Set Computer）。人们提出RISC（Reduced Instructiong Set Computer）概念，通过简化指令系统来寻找提高系统性能的方法。RISC通过减少指

2、令种类、规范指令格式和简化寻址方式，方便了处理器内部的并行处理，提高了处理器的性能。5.5CISC和RISC CISC计算机的主要特征有：（1）指令系统复杂，指令条数一般在200条以上，格式一般多于4种，寻址方式也在4种以上。（2）控制器复杂，占据了相当大的CPU芯片面积。而统计表明，程序的实际执行过程中，80%-90%的时间是在执行10%-20%的简单指令。（3）编译程序负担重。指令丰富，程序员编程时选择空间大，减轻了编程的工作量。但是这样使得编译程序选择目标指令的范围更大，增加了编译程序的负担，编译所需时间就越长，难以生成高效的机器语言程序。5.5CISC和RISC RISC计算机的主要特

3、征有：（1）指令系统由基本的、必要的指令构成，指令格式一般不超过4种，寻址方式一般不超过5个，指令集的指令总数大都不超过100条。（2）指令集中大多数是以寄存器-寄存器方式工作，一般指令不对存储器操作，且在一个机器周期内执行完毕，减少了指令平均执行周期数。（3）指令都以流水方式工作，实现指令的并行操作。5.5CISC和RISC CISC计算机可以简化编程，兼容性好，大多数台式计算机的CPU方案采用CISC方案，如Intel和Motorola芯片。RISC计算机存在的问题是指令功能简单使得程序代码较长，但是CPU效率高，通常比CISC计算机快。当前和将来的处理器方案似乎更倾向于RISC，如工作站处理器IBM RS系列芯片采用了RISC体系结构。