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CISCRISC
指令条数
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

这种架构差异直接决定了 指令系统 的复杂度以及 指令类型 的分布。