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知识路径： > 计算机系统基础知识 > 硬件基础知识 > 计算机系统的组成、体系结构分类及特性 > CISC/RISC、流水线操作、多处理机、并行处理 > 计算机体系结构 >
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相关知识点：6个
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指令集体系结构（Instruction Set Architecture，ISA）是指一个处理器支持的指令和指令的字节级编码。不同的处理器族支持不同的指令集体系结构，因此，一个程序被编译在一种机器上运行，就不能在另一种机器上运行。CISC和RISC是指令集体系结构发展的两个途径。
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（1）CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）的基本思想是进一步增强原有指令的功能，用更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能，实现软件功能的硬化，导致机器的指令系统越来越庞大而复杂。微处理器x86的体系结构属于CISC类型。
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②微程序技术是CISC的重要支柱，每条复杂指令都要通过执行一段解释性微程序才能完成，这就需要多个CPU周期，从而降低了机器的处理速度。
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③由于指令系统过分庞大，使高级语言编译程序选择目标指令的范围很大，并使编译程序本身冗长而复杂，从而难以优化编译使之生成真正高效的目标代码。
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④CISC强调完善的中断控制，势必导致动作繁多，设计复杂，研制周期长。
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⑤CISC给芯片设计带来很多困难，使芯片种类增多，出错几率增大，成本提高而成品率降低。
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（2）RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）的基本思想是通过减少指令总数和简化指令功能，降低硬件设计的复杂度，使指令能单周期执行，并通过优化编译，提高指令的执行速度，采用硬线控制逻辑，优化编译程序，导致机器的指令系统进一步精炼而简单。ARM处理器属于RISC。RISC的关键技术如下：
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①重叠寄存器窗口技术。在伯克利的RISC项目中首先采用了重叠寄存器窗口（overlapping register windows）技术。其基本思想是在处理机中设置一个数量比较大的寄存器堆，并把它划分成很多个窗口。每个过程使用其中相邻的3个窗口和一个公共的窗口，而在这些窗口中有一个窗口是与前一个过程共用，还有一个窗口是与下一个过程共用的。与前一过程共用的窗口可以用来存放前一过程传送给本过程的参数，同时也存放本过程传送给前一过程的计算结果。同样，与下一过程共用窗口可以用来存放本过程传送给下一过程的参数和存放下一过程传送给本过程的计算结果。
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②优化编译技术。RISC使用了大量的寄存器，如何合理分配寄存器、提高寄存器的使用效率及减少访存次数等，都应通过编译技术的优化来实现。
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③超流水线及超标量技术。其是为了进一步提高流水线速度而采用的技术。
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