计组 | RISC与CISC

目录

一、知识点

二、习题

参考文献


一、知识点

        不同机器有不同的指令系统从计算机指令系统设计角度,可将计算机分为复杂指令系统计算机CISC(Complex InstrucTIon Set Computer)和精简指令系统计算机RISC(Reduced InstrucTIon Set Computer),CISC是为了弥补高级语言程序和机器语言程序之间的差异,RISC指令系统是CISC指令系统的改进。

CISC

RISC

指令数量

指令系统复杂度

复杂

简单

指令长度

变长,不固定

等长,固定

寻址方式

指令格式

少且规整

各种指令使用频率

相差很大

相差不大

各种指令执行时间

相差很大

相差不大

软件开发时间

较短

较长

指令周期

多周期为主

单周期为主(采用流水技术,

大部分指令在一个机器周期内完成)

CPU中寄存器数量

多(由于减少访存,增加寄存器,

其余的数据放在这访问)

指令并行性

可访存指令

不加限制

只有取数LOAD/存数STORE指令访存

(减少了访存周期)

控制器实现方式

微程序控制

硬布线控制

优化编译实现

很难

较容易(依靠编译程序的优化

来更有效地支持高级语言)

程序源代码长度

较短

较长

二、习题

1.RISC机器一定是_ 流水_CPU,但流水CPU不一定是RISC机器,奔腾机属于_ CISC_机器。

2.不同机器有不同的 指令系统_,RISC指令系统是_ CISC_指令系统的改进。

3.从计算机指令系统设计角度,可将计算机分为复杂指令系统计算机(CISC)和 精简指令系统计算机(RISC)

4.什么是CISC,CISC指令系统的特点是什么?

        ① 指令系统复杂庞大,指令数目一般多达2、3百条。

        ② 寻址方式多

        ③ 指令格式多

        ④ 指令字长不固定

        ⑤ 可访存指令不加限制

        ⑥ 各种指令使用频率相差很大

        ⑦ 各种指令执行时间相差很大

        ⑧ 大多数采用微程序控制器

5.RISC CPU是在克服CISC机器缺点的基础上发展起来的。它具有三个基本要素

(1)一个有限的_简单指令系统_

(2)CPU配备大量的_通用寄存器_

(3)强调__指令流水线_的优化。

6.由于RISC简化了指令系统,因此,RISC上的目标程序比CISC上的目标程序要短一些,程序执行的时间就会少一些。(× )

7.RISC 执行程序的速度比CISC 要快的原因是(  C )。

      A. RISC 的指令系统的指令数较少          B. 程序在RISC 上编译生成的目标程序较短

      C. RISC 的指令平均周期数较少            D. RISC 只允许Load 指令和Store 指令访存

        RISC(精简指令集计算机),对比于CISC(复杂指令集计算机)具有以下优点:指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快。在设计RISC时,就已经引领了微处理器设计的一个更深层次的思索,即设计中必须考虑到:指令应该如何较好地映射到微处理器的时钟速度上(在理想情况下,一条指令应在一个时钟周期内执行完)。因此,RISC指令的平均执行时间要比CISC少,这也是RISC执行程序的速度比CISC要快的真正原因。

8.以下关于CISC/RISC计算机的叙述中,正确的是(    )。

        A.虽然RISC机器指令数量比CISC机器少,但功能更强大

        B.RISC机器指令使用频度比CISC机器更均衡

        C.RISC采用硬布线逻辑控制;CISC采用微程序控制技术

        D.RISC机器指令系统中,各类指令都可以操作内存

C,为了提高操作系统的效率,人们最初选择了向指令系统中添加更多、更复杂的指令,而随着不断地升级和向后兼容的需要,指令集也越来越大。这种类型的计算机,称为复杂指令计算机CISC。后来研究发现,计算机指令系统如果使用少量结构简单的指令会提高计算机的性能,这就是精简指令集计算机RISC。计算机执行程序所需的时间P由三方面因素决定:编译后产生的机器指令数I、执行每条指令所需的平均周期数CPI,以及每个机器周期的时间T。它们的关系是P=IxCPIxT。RISC正是通过简化指令的途径使计算机结构更合理,减少指令执行周期数,提高运算速度。虽然RISC编译后产生的机器指令数(I)增多了,但指令所需的周期数(CPI)和每个周期的时间(T)都可以减少。

9.下面关于CISC与RISC各自追求的主要目标的说法中,不正确的是______。

        A.CISC追求指令系统的功能复杂和完备

        B.CISC是为了弥补高级语言程序和机器语言程序之间的差异

        C.RISC追求指令系统的精简、高效,精简高速的硬件组成

        D.RISC是为了弥补高级语言程序和机器语言程序之间的差异

D,CISC:追求指令系统的功能复杂和完备,以弥补高级语言程序和机器语言程序之间的差异。RISC:追求指令系统的精简、高效,精简高速的硬件组成,精简智能的编译软件,达到低价高性能的理想目的。

10.CISC与RISC的区别表现在______。

        A.CISC指令功能简单,指令功能齐全

        B.CISC指令复杂,指令功能齐全,指令条数多,并行度差

        C.RISC指令功能简单,指令格式规整,指令条数少,并行性高

        D.B和C均正确

D,CISC指令复杂,指令功能齐全,硬件实现复杂,指令条数多,并行度差。RISC指令功能简单,指令格式规整,指令条数少,实现简单,并行性高。

11.下列关于RISC指令系统设计思想的说法中,不正确的是______。

        A.指令长度固定、只有Load/Store指令可以访存

        B.指令种类较少且功能单一,多用硬布线控制实现

        C.设置大量的通用寄存器,指令和数据按边界对齐存放

        D.采用流水线技术,寻址方式种类丰富

 D,解析:采用流水线技术属于RISC的思想,但RISC的指令寻址方式种类少(通常限制在2~3种),以防止降低编译和执行的效率。其他项均属于RISC的思想。

参考文献

嵌入式系统复杂指令集系统与精简指令集系统(CISC&RISC)_复杂指令集(cisc)和精简指令集(risc)


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