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注：由于各省教材每年都有更新、變動，自考復習資料并不一定出于同一自考教材版本，但考生們仍可參考使用。

五、兩種不同的指令系統設計風格 CISC和RISC

這兩種風格應作比較深入的領會，并要識記一些內容。

CISC(復雜指令集計算機)以VAX-11/780為代表，70年代后的各種微機如我們用的intel80x86均是這種風格的計算機。

CISC設計風格的主要特點是：

(1)指令系統復雜；費時(2)絕大多數指令需要多個機器周期方可執行完畢；自由主義(3)各種指令都可訪問存儲器；地方主義(4)采用微程序控制；小金庫(5)有專用寄存器；低效率(6)難以用優化編譯器生成高效的目標代碼程序。 復雜

這哪里是特點，分明是一大堆缺點嘛，RISC機的特點就是把它們"取反"，凡是 CISC是這樣的，它就不是這樣的：

(1)簡化指令系統；省時(2)除了LOAD/STORE指令外，所有指令都在一個時鐘周期內執行完畢；集體主義(3)除了LOAD/STORE指令外，其余指令只與寄存器打交道；搞活流通(4)絕大部分采用硬聯線控制，不用或少用微程序實現；查封小金庫(5)使用較多的通用寄存器，一般至少有32個，絕沒有專用寄存器；高效率(6)采用優化編譯技術，生成高效的目標代碼程序。 簡化

RISC與CISC技術兩者的主要區別在于設計思想上的差別，RISC的設計思想是；將那些不是最頻繁使用的功能(指令)由軟件來加以實現，這樣就可以優化硬件，并可使其執行得更快。在第一章中我們學過計算機系統的設計的準則，第一個準則就是：只加速使用頻率高的部件。RISC的設計思想與此完全吻合。

下面我們學習RISC技術中所采用的特殊方法：

1、采用較大量的寄存器，采用窗口重疊寄存器技術。

窗口重疊技術：在RISC結構中，為了減少過程調用中保存現場和建立新現場，以及返回時恢復現場等輔助操作，通常將所有寄存器分成若干個組，稱為寄存器窗口。每組中有若干個寄存器，每當有過程調用時，就分配一個未被使用的寄存器窗口，這樣就可減少保存和恢復現場的開銷。此外在每個寄存器窗口中，又分成大小固定的高區、本地和低區三個區段。其中本地區用來存放局部變量，高區在被調用時用來保存調用過程送來的參數，而在返回主調用過程時，存放返回結果。而低區在調用時存放欲送往被調用過程的參數，而在被調用過程返回時用來存放返回結果。在使用時，每一對調用和被調用過程的寄存器窗口各自的低區和高區相互重疊。一旦發生過程調用或返回，在控制由一個窗口轉換到另一窗口時，這些參數就通過兩個窗口間的公共寄存器區自動的被傳送而不需要再用額外的傳送時間。 (可參照教材進行理解)。

2、采用優化延遲轉移技術

優化延遲轉移技術：即是使轉移指令在準備將控制轉向目標指令的同時，執行緊隨在轉移指令之后的那條指令，也就是是在將轉移指令后延遲槽內的指令執行完畢后，才發生真正的轉移(不論轉移是否成功)，這種優化技術可在保證程序正確執行的同時又可避免延遲轉移中損失的一個機器周期時間。

3、采用比較轉移指令

比較-轉移指令：在RISC機中，把比較和轉移(在CISC機中需用兩條指令完成的功能)合并成一條指令。該指令將直接對兩個對象(寄存器-寄存器或存儲器-立即數)進行相等或不等比較，然后根據比較結果判別是否進行轉移。這樣就可省去一條指令，并不受條件碼的約束。

4、采用優化編譯技術

優化編譯技術：在編譯時就可發現可能出現的阻塞情況，由編譯器通過重排指令執行序列來消除可能出現的阻塞情況，當無法消除時就填入相應的空操作，因此不需要硬件的互鎖流水支持。

以上的特殊技術并中是每一種RISC機都采用的，在RISC機中有兩個比較典型的代表，一個是加州大學伯克萊分校的RISC-I、II機的思路，側重系統結構的支持，采用由大量寄存器組成的寄存器堆及窗口重疊技術。另一個是遵循斯坦福大學的MIPS機器思路，側重采用編譯的支持，采用優化編譯技術，。

CISC和RISC兩種設計風格的比較，其實就是說RISC優點，簡單地說就是快、省、可靠、易實現、好優化。

關于RISC的兩種代表機型的指令系統實例，要對照它們的指令系統中指令數、指令格式、尋址方式及采用的特殊技術來進行比較。

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