我的软考笔记-计算机组成与结构-指令系统和计算机体系结构

我的软考笔记-计算机组成与结构-指令系统和计算机体系结构

RISC（精简指令系统计算机）和CISC（复杂指令系统计算机）在架构上的不同主要有：
1、RISC指令格式和长度通常时固定的，且寻址方式少而简单，CISC架构下的指令长度通常是可变的，指令类型多。
2、RISC的处理器可利用简单的硬件电路设计出指令解码功能，易于流水线的实现；CISC则需要通过只读存储器里的微码来进行解码，指令功能和指令参数变化大，执行流水线有较多的限制。
3、RISC架构中只有载入和存储指令可以访问存储器，数据处理指令只对寄存器的内容进行操作。为加速程序的运算，RISC会设定多组寄存器，并且指定特殊用途的寄存器。CISC架构则允许数据处理指令对存储器进行操作，对寄存器的要求相对不高。
RISC采用硬布线控制逻辑优化编译程序。

Flynn分类法将计算机分成四类：
1、SISD 单指令流单数据流机器：
一种传统的串行计算机，他的硬件不支持任何形式的并行计算，所有指令都是串行执行，并且在某个时钟周期，CPU只能执行处理一个数据流。
2、SIMD 单指令流多数据流机器：
采用一个指令流处理多个数据流，这类机器在数字信号处理、图像处理以及多媒体信息处理等领域非常有效。
3、MISD 采用多个指令流处理单个数据流，在实际情况下无意义。
4、MIMD 多指令多数据流机器
可以同时执行多个指令流分别对不同数据流进行操作。

CPU是计算机的控制中心，由运算器、控制器、内部总线等部件组成。
控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成。

寻址范围：内存容量/计算机字长

常用的寻址方式:
1、立即寻址：操作数包含在指令中。
2、直接寻址：操作数存放在内存单元中，指令中直接给出操作数所在的存储单元的地址。
3、寄存器寻址：操作数存放在某一寄存器中，指令中给出存放操作数的寄存器中。
4、寄存器间接寻址：操作数存放哎内存单元中，操作数所在存储单元的地址在某个寄存器中。
5、间接寻址：指令中给出操作数地址的地址。
6、相对寻址：指令数地址给出的是一个偏移量，操作数地址等于本条指令的地址加上偏移量。
7、变址寻址：操作数地址等于变址寄存器的内容加偏移量。

采用不同寻址方式的目的：
寻址方式是寻找操作数或操作数地址的方式。采用不同寻址方式的原因是为了在效率和方便性上找一个平衡。立即寻址和寄存器寻址在效率上是最快的，但是寄存器数目少，不可能将操作数都存放其中等待使用，立即寻址的使用场合也非常有限，这样就需要将数据保存在内存中，然后使用直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址加变址寻址、相对基址及变址寻址方式将内存的数据移入寄存器中。