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精简指令集计算机及其特点(使用简单计算机指令集)

时间:2023-05-06 01:21:43 阅读:78379 作者:916

程序员看了CPU的说明书,知道软件程序员编程时可以使用的指令是什么,这些指令的集合也称为指令集(Instruction Set ),软件程序员可以使用的寄存器是什么,可以访问CPU说明书的这些内容统称为指令集体系结构或指令集体系结构(innstruction体系结构),包括如何寻址指令以及如何访问I/O设备

a制造商和b制造商制造的电视机的内部结构可能不同,但可以使用相同的方法。 也就是说,电视键和遥控器的功能是一样的。 这样,我们可以使用a制造商的电视后,可以轻松地操作b制造商的电视了。 类似地,a制造商和b制造商可以生产的内部结构不同,但具有相同指令集体系结构的CPU。 这样,软件程序员用a制造商制的CPU编写的软件程序,可以在b制造商制的CPU中简单地运行。 显然,指令集体系结构充当中介,硬件工程师按照指令集体系结构的说明设计硬件,软件工程师按照指令集体系结构的说明编写软件。 硬件工程师和软件工程师不需要直接沟通。

指令集体系结构是独立于CPU的具体电路实现而抽象的概念,CPU的具体电路实现又称为微体系结构。 随着时代的变迁,相继出现了不同的指令集体系结构,许多指令集体系结构也淹没在历史车轮之中。 以下是目前市面上的一些指令集体系结构:

x86英特尔公司开发了一系列以86结尾的CPU,包括8086、80286和80386。 英特尔公司生产的CPU使用的指令集体系结构统称为x86。 随后开发的CPU (如奔腾系列和酷睿系列)的名称不以86结尾,但被称为x86系列。 目前,大多数电脑都配备了使用x86体系结构的CPU。 几家非英特尔公司也生产x86体系结构的CPU。 这里最有名的是AMD公司,大家现在在网上购买自己电脑的CPU时选择最多的是AMD公司或英特尔公司家的x86架构CPU。

MIPSMIPS是John Hennessy教授及其朋友20世纪80年代斯坦福大学最早提出的指令集架构,在游戏机、路由器、照相机、电视机型中有很多应用。 值得一提的是,中科院自主研发的CPU——核心是基于MIPS指令集体系结构开发的。

POWER这是IBM公司设计开发的指令集体系结构,应用于很多IBM制作的计算机。

SPARC是Sun公司设计开发的指令集体系结构。

ARM是由ARM公司设计开发的指令集体系结构,ARM公司将指令集体系结构授权给其他公司,而不是直接参与CPU的制造和销售。 目前,我们常用的手机CPU大多使用ARM指令集架构。 例如,我们经常听到的高通、华为海思等。

RISC-VRISC-V是加州大学伯克利分校于2010年设计的新指令集体系结构,是完全开放、免费使用的指令集体系结构。

指令集体系结构可以分为两大类:

指令集,英文名: Complex Instruction Set Computer,简称CISC。 指令集简化,英文名: Reduced Instruction Set Computer,简称RISC。 在上述指令集架构中,只有x86属于CISC,其馀的都属于RISC。 CISC提供了更多的命令,包括许多执行复杂功能的命令。 这些命令通常可能很少使用。 相反,RISC很少提供简单的指令,要实现复杂的功能就需要编写一些简单的指令。 对于软件程序员来说,CISC可以减少软件程序员编写的程序的指令,RISC可能需要使用更多的指令,但对CPU设计者来说,设计RISC的电路比CISC更简单

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