免费智能真题库 > 历年试卷 > 系统分析师 > 2011年上半年 系统分析师 上午试卷 综合知识
  第15题      
  知识点:   精简指令系统计算机   复杂指令集计算机   指令
  关键词:   CISC   复杂指令集计算机   复杂指令集   指令   指令集        章/节:   计算机组成与体系结构       

 
以下关于复杂指令集计算机(Complex Instruction Set Computer, CISC)弊端的叙述中,错误的是(15)。
 
 
  A.  指令集过分庞杂
 
  B.  每条复杂指令需要占用过多的CPU周期
 
  C.  CPU中的寄存器过多,利用率低
 
  D.  强调数据控制,导致设计复杂,研制周期长
 
 
 

 
  第18题    2013年上半年  
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RISC (精简指令系统计算机)的技术思想是当代计算机设计的基础技术之一,(18) 不是RISC的特点。
  第18题    2011年上半年  
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某4级流水线如下图所示,若每3At向该流水线输入一个任务,连续输入4个,则该流水线的加速比为(18)。
  第18题    2018年上半年  
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RISC指令系统的特点包括( )。
①指令数量少
②寻址方式多
③指令格式种类少
④指令长度固定
   知识点讲解    
   · 精简指令系统计算机    · 复杂指令集计算机    · 指令
 
       精简指令系统计算机
        复杂指令系统计算机(Complex Instruction Set Computer, CISC)的主要特点。
        (1)指令数量众多:指令系统拥有大量的指令,通常有100~250条左右。
        (2)指令使用频率相差悬殊:指令使用频率相差悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频率却占80%。而大部分复杂指令却很少使用。
        (3)支持很多种寻址方式:支持的寻址方式通常为5~20种。
        (4)变长的指令:指令长度不是固定的,变长的指令增加指令译码电路的复杂性。
        (5)指令可以对存储器单元中数据直接进行处理:典型的CISC处理器通常都有指令能够直接对内存单元中的数据进行处理,其执行速度较慢。
        精简指令系统计算机(Reduced Instruction Set Computer, RISC)不是简单地把指令系统进行简化,而是通过简化指令的途径使计算机的结构更加简单合理,以减少指令的执行周期数,从而提高运算速度。
        RISC计算机的主要特点。
        (1)指令数量少:优先选取使用频率最高的一些简单指令以及一些常用指令,避免使用复杂指令。
        (2)指令的寻址方式少:通常只支持寄存器寻址方式、立即数寻址方式以及相对寻址方式。
        (3)指令长度固定,指令格式种类少:因为RISC指令数量少,格式相对简单,其指令长度固定,指令之间各字段的划分比较一致,译码相对容易。
        (4)只提供了Load/Store指令访问存储器:只提供了从存储器读数Load和把数据写入存储器Store两条指令,其余所有的操作都在CPU的寄存器间进行。
        (5)以硬布线逻辑控制为主:为了提高操作的执行速度,通常采用硬布线逻辑(组合逻辑)来构建控制器。而CISC机的指令系统很复杂,难以用组合逻辑电路实现控制器通常采用微程序控制。
        (6)单周期指令执行:因为简化了指令系统,很容易利用流水线技术使得大部分指令都能在一个机器周期内完成。少数指令可能会需要多个周期执行,例如Load/Store指令因为需要访问存储器,其执行时间就会长一些。
        (7)优化的编译器:RISC的精简指令集使编译工作简单化。因为指令长度固定、格式少、寻址方式少,编译时不必在具有相似功能的许多指令中进行选择,也不必为寻址方式的选择而费心,同时易于实现优化,从而可以生成高效率执行的机器代码。
        采用RISC技术的CPU硬件一般具有如下特点:寄存器数量多;采用流水线组织;控制器的实现采用硬布线控制逻辑电路。
        大多数RISC采用了Cache方案,使用Cache来提高取指的速度,而且有的RISC甚至使用两个独立的Cache来改善性能,一个称为指令Cache;另一个称为数据Cache。这样取指和读数可以同时进行,互不干扰。
        在理论上来看,CISC和RISC都有各自的优势,不能认为精简指令计算机就好,复杂指令计算机就不好,事实上这两种设计方法很难找到完全的界线,而且在实际的芯片中,这两种设计方法也有相互渗透的地方,下表是两者的简单对比。
        
        CISC和RISC的简单对比
 
       复杂指令集计算机
        在计算机发展的早期,计算机技术水平较低,硬件较为简单,由硬件实现的指令系统的功能也就简单,一般只有定点的加减及逻辑运算、数据传送和程序转移等数十条最基本的指令。随着计算机逻辑元件的迅猛发展,特别是超大规模集成电路的发展,机器的造价、体积、功耗及可靠性等方面都有了长足的发展;同时,随着计算机应用领域日益广泛,对指令系统功能的要求越来越高,使指令系统逐渐发展到几百种,寻址方式也更加灵活多样,具备这种指令系统的计算机称为复杂指令集计算机(Complex Instruction Set Computer, CISC)。
 
       指令
        指令是指挥计算机完成各种操作的基本命令。
        (1)指令格式。计算机的指令由操作码字段和操作数字段两部分组成。
        (2)指令长度。指令长度有固定长度的和可变长度的两种。有些RISC的指令是固定长度的,但目前多数计算机系统的指令是可变长度的。指令长度通常取8的倍数。
        (3)指令种类。指令有数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令等类型。
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