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      计算机组成原理是2021计算机考研学子们，需要重点看的书目。下面，为帮助备考2021计算机的考生，学好计算机组成原理。特意分享“2021考研408计算机组成原理知识:CISC和RISC基本概念”，供考生参考。

2021考研408计算机组成原理知识:CISC和RISC基本概念

指令系统朝两个截然不同的方向的发展：一是增强原有指令的功能，设置更为复杂的新指令实现软件功能的硬化，这类机器称为复杂指令系统计算机(CISC)，典型的有采用X86架构的计算机;二是减少指令种类和简化指令功能，指令的执行速度，这类机器称为精简指令系统计算机(RISC)，典型的有ARM、MIPS架构的计算机。

1.复杂指令系统计算机(CISC)

随着VLSI技术的发展，硬件成本不断下降，软件成本不断上升，促使人们在指令系统中增加更多、更复杂的指令，以适应不同的应用领域，这样就构成了复杂指令系统计算机(CISC)。

CISC的主要特点如下：

1)指令系统复杂庞大，指令数目一般为200条以上。

2)指令的长度不固定，指令格式多，寻址方式多。

3)可以访存的指令不受限制。

4)各种指令使用频度相差很大。

5)各种指令执行时间相差很大，大多数指令需多个时钟周期才能完成。

6)控制器大多数采用微程序控制。有些指令非常复杂，以至于无法采用硬连线控制。

7)难以用优化编译生成高效的目标代码程序。

如此庞大的指令系统，对指令的设计提出了极高的要求，研制周期变得很长。后来人们发现，一味地追求指令系统的复杂和完备程度不是计算机性能的唯一-途径。对传统CISC指令系统的测试表明，各种指令的使用频率相差悬殊，大概只有20%的比较简单的指令被反复使用，约占整个程序的80%;而80%左右的指令则很少使用，约占整个程序的20%。从这一事实出发，人们开始了对指令系统合理性的研究，于是RISC随之诞生。

2.精简指令 系统计算机(RISC)

精简指令系统计算机(RISC)的中心思想是要求指令系统简化，尽量使用寄存器寄存器操作指令，指令格式力求一致。RISC 的主要特点如下：

1)选取使用频率最高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令的组合来实现。

2)指令长度固定，指令格式种类少，寻址方式种类少。

3)只有Load/Store(取数/存数)指令访存，其余指令的操作都在寄存器之间进行。

4)CPU中通用寄存器的数量相当多。

5)RISC一定采用指令流水线技术，大部分指令在一个时钟周期内完成。

6)以硬布线控制为主，不用或少用微程序控制。

7)特别重视编译优化工作，以减少程序执行时间。

值得注意的是，从指令系统兼容性看，CISC大多能实现软件兼容，即高档机包含了低档机的全部指令，并可加以扩充。但RISC简化了指令系统，指令条数少，格式也不同于老机器，因此大多数RISC机不能与老机器兼容。由于RISC具有更强的实用性，因此应该是未来处理器的发展方向。但事实上，当今时代Intel几乎--统江湖，且早期很多软件都是根据CISC设计的，单纯的RISC将无法兼容。此外，现代CISC结构的CPU已经融合了很多RISC的成分，其性能差距已经越来越小。CISC 可以提供更多的功能，这是程序设计所需要的。

3.CISC 和RISC的比较

和CISC相比，RISC的优点主要体现在以下几点：

1)RISC更能充分利用VLSI芯片的面积。CISC的控制器大多采用微程序控制，其控制存储器在CPU芯片内所占的面积达50%以上，而RISC控制器采用组合逻辑控制，其硬布线逻辑只占CPU芯片面积的10%左右。

2)RISC更能运算速度。RISC 的指令数、寻址方式和指令格式种类少，又设有多个通用寄存器，采用流水线技术，所以运算速度更快，大多数指令在一个时钟周期内完成。

3)RISC便于设计，可降低成本，可靠性。RISC 指令系统简单，因此机器设计周期短;其逻辑简单，因此可靠性高。

4)RISC有利于编译程序代码优化。RISC 指令类型少，寻址方式少，使编译程序容易选择更有效的指令和寻址方式，并适当地调整指令顺序，使得代码执行更高效化。

      以上是北京文都考研网给出的“2021考研408计算机组成原理知识:CISC和RISC基本概念”，希望对计算机考研儿们，复习计算机组成原理时，有一定的帮助!

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