指令系统在发展过程中形成了两种主要的架构理念:复杂指令系统计算机 (CISC) 和精简指令系统计算机 (RISC)。
CISC (Complex Instruction Set Computer)
- 特点:指令系统庞大,包含大量复杂指令,旨在通过单条指令完成复杂任务。
- 背景:早期为了满足不断增加的功能需求,不断扩充指令集。
- 缺点:指令使用频率极不均衡,硬件实现复杂。
RISC (Reduced Instruction Set Computer)
- 核心理念:基于 2-8 原则(20% 的简单指令占据了 80% 的使用频率)。 重点
- 特点:
- 仅保留最常用的简单指令。
- 指令长度固定,格式规整。
- 只有 Load/Store 指令访问内存,其余运算在寄存器间进行。
- 易于实现流水线技术。
对比
| 特性 | CISC | RISC |
|---|---|---|
| 指令条数 | 多 | 少 |
| 指令长度 | 可变 | 固定 |
| 访存指令 | 多种 | 仅 Load/Store |
| 寄存器数量 | 较少 | 较多 |
| 实现方式 | 微程序控制为主 | 硬布线控制为主 |