RISC ve CISC Mimarilerini Anlamak

Sorunları Ortadan Kaldırmak Için Enstrümanımızı Deneyin





Komut seti veya komut seti mimarisi, bilgisayara veri manipülasyonunun işlenmesi için kılavuzluk etmek üzere komutlar sağlayan bilgisayarın yapısıdır. Komut seti komutlar, adresleme modları, yerel veri türleri, yazmaçlar, kesme, istisna işleme ve bellek mimarisinden oluşur. Komut seti, bir yorumlayıcı kullanılarak yazılımda taklit edilebilir veya işlemcinin donanımına yerleştirilebilir. Komut Seti Mimarisi, yazılım ve donanım arasında bir sınır olarak düşünülebilir. Mikrodenetleyicilerin sınıflandırılması ve mikroişlemciler RISC ve CISC komut seti mimarisine dayalı olarak yapılabilir.

İşlemci komut seti

İşlemci komut seti



Yönerge seti, işlemci tarafından desteklenen işlemleri, işlemcinin depolama mekanizmalarını ve programları işlemciye derleme yolunu içeren işlemci işlevselliğini belirtir.


RISC ve CISC nedir?

RISC ve CISC aşağıdaki gibi genişletilebilir:



RISC, Azaltılmış Komut Seti Bilgisayarını temsil eder ve
CISC, Karmaşık Komut Seti Bilgisayarını temsil eder.

RISC (Azaltılmış Komut Seti Bilgisayarı) Mimarisi

RISC Mimarisi

RISC Mimarisi

mikrodenetleyici mimarisi Küçük ve yüksek düzeyde optimize edilmiş talimat setini kullanan, Azaltılmış Komut Seti Bilgisayarı veya kısaca RISC olarak adlandırılır. Aynı zamanda LOAD / STORE mimarisi olarak da adlandırılır.

1970'lerin sonunda ve 1980'lerin başında, RISC projeleri öncelikle Stanford, UC-Berkley ve IBM'den geliştirildi. IBM araştırma ekibinden John Coke, hesaplamaları CISC'den daha hızlı işlemek için gereken talimat sayısını azaltarak RISC'yi geliştirdi. RISC mimarisi daha hızlıdır ve RISC mimarisinin üretimi için gerekli yongalar da CISC mimarisine kıyasla daha ucuzdur.


RISC Mimarisinin Tipik Özellikleri

  • RISC'nin boru hattı oluşturma tekniği, CPU üzerindeki her komutun optimize edilmesini sağlayacak şekilde, komutların birden çok bölümünü veya aşamasını aynı anda yürütür. Bu nedenle, RISC işlemcileri bir döngüde Komut Başına Saat'e sahiptir ve buna Bir Döngü Yürütme adı verilir.
  • Optimize eder kayıt kullanımı RISC'de daha fazla sayıda kayıt olması ve bellek içindeki daha fazla sayıda etkileşim önlenebilir.
  • Basit adresleme modları, hatta karmaşık adresleme aritmetik kullanılarak yapılabilir VE / VEYA mantıksal işlemler .
  • Herhangi bir kaydın herhangi bir bağlamda kullanılmasına izin veren özdeş genel amaçlı kayıtları kullanarak derleyici tasarımını basitleştirir.
  • Kayıtların verimli kullanımı ve boru hattı kullanımlarının optimizasyonu için azaltılmış komut seti gereklidir.
  • İşlem kodu için kullanılan bit sayısı azaltılır.
  • Genel olarak RISC'de 32 veya daha fazla kayıt vardır.

RISC işlemci mimarisinin avantajları

  • RISC'nin küçük yönergeleri nedeniyle, yüksek seviyeli dil derleyicileri daha verimli kod üretebilir.
  • RISC, üzerindeki alanı kullanma özgürlüğü sağlar. mikroişlemciler basitliği nedeniyle.
  • Yığın kullanmak yerine, birçok RISC işlemcisi, kayıtları iletmek ve yerel değişkenleri tutmak için kullanır.
  • RISC işlevleri yalnızca birkaç parametre kullanır ve RISC işlemcileri çağrı talimatlarını kullanamaz ve bu nedenle, boruhattı kolay sabit uzunlukta talimatlar kullanır.
  • İşlemin hızı maksimize edilebilir ve uygulama süresi en aza indirilebilir.
  • Çok az sayıda komut formatı (dörtten az), birkaç komut (yaklaşık 150) ve birkaç adresleme modu (dörtten az) gereklidir.

RISC işlemci mimarisinin dezavantajları

  • Komutların uzunluğundaki artışla birlikte, komut başına karakter döngüsü nedeniyle RISC işlemcilerinin yürütmesi için karmaşıklık artar.
  • CISC kodunu bir RISC koduna dönüştürürken derleyicinin bilgisi önemli bir rol oynadığından, RISC işlemcilerinin performansı çoğunlukla derleyiciye veya programcıya bağlıdır, bu nedenle üretilen kodun kalitesi derleyiciye bağlıdır.
  • CISC kodunu, kod genişletmesi olarak adlandırılan bir RISC koduna yeniden planlarken boyutu artıracaktır. Ve bu kod genişlemesinin kalitesi yine derleyiciye ve ayrıca makinenin komut setine bağlı olacaktır.
  • RISC işlemcilerin birinci seviye önbelleği de bu işlemcilerin yonganın kendisinde büyük bellek önbelleklerine sahip olduğu RISC'nin bir dezavantajıdır. Talimatları beslemek için çok hızlı bellek sistemleri .

CISC (Karmaşık Komut Seti Bilgisayarı) Mimarisi

CISC işlemci mimarisinin ana amacı, daha az sayıda montaj hattı kullanarak görevi tamamlamaktır. Bu amaçla, işlemci bir dizi işlemi yürütmek üzere oluşturulmuştur. Karmaşık talimat aynı zamanda çalışan MULT olarak da adlandırılır. hafıza bankaları Derleyiciyi depolama ve yükleme işlevlerini yerine getirmeden doğrudan bir bilgisayarın

CISC Mimarisi

CISC Mimarisi

CISC Mimarisinin Özellikleri

  • Bilgisayar mimarisini basitleştirmek için CISC, mikro programlamayı destekler.
  • CISC, yüksek seviyeli dillerin tasarlanmasını ve uygulanmasını kolaylaştıran daha fazla sayıda önceden tanımlanmış talimatlara sahiptir.
  • CISC, daha az sayıda kayıttan ve genellikle 5 ila 20 olmak üzere daha fazla sayıda adresleme modundan oluşur.
  • CISC işlemcisi, komutların - çok saatli döngülerin - yürütülmesi için değişen döngü süreleri alır.
  • CISC'nin karmaşık talimat seti nedeniyle, boru hattı tekniği çok zordur.
  • CISC, genellikle 100 ila 250 arasında daha fazla sayıda talimat içerir.
  • Özel talimatlar çok nadir kullanılır.
  • Bellekteki işlenenler talimatlar tarafından manipüle edilir.

CISC mimarisinin avantajları

  • Her makine dili talimatı bir mikrokod talimatı olarak gruplandırılır ve buna göre yürütülür ve ardından mikrokod uygulaması olarak adlandırılan ana işlemcinin hafızasında yerleşik olarak depolanır.
  • Mikrokod belleği ana bellekten daha hızlı olduğundan, mikrokod komut seti, fiziksel kablolu uygulamaya göre önemli bir hız azalması olmadan uygulanabilir.
  • Tüm yeni komut seti, mikro program tasarımını değiştirerek ele alınabilir.
  • CISC, bir programı uygulamak için gereken komut sayısı zengin komut setleri oluşturularak azaltılabilir ve ayrıca yavaş ana belleği daha verimli kullanmak için yapılabilir.
  • Önceki tüm talimatlardan oluşan üst talimatlar kümesi nedeniyle bu, mikro kodlamayı kolaylaştırır.

CISC'nin dezavantajları

  • Farklı talimatların harcadığı saat süresi farklı olacaktır - bu nedenle - makinenin performansı yavaşlar.
  • İşlemcinin her yeni sürümü, önceki nesillerin bir alt kümesinden oluştuğu için komut kümesi karmaşıklığı ve yonga donanımı artar.
  • Mevcut komutların yalnızca% 20'si tipik bir programlama olayında kullanılır, ancak sık sık kullanılmayan birçok özel komut var.
  • Koşullu kodlar, bu ayar için zaman alan her komutun bir yan etkisi olarak CISC talimatları tarafından belirlenir - ve sonraki talimat koşul kodu bitlerini değiştirdikçe - bu durumda derleyicinin durum kodu bitlerini bu gerçekleşmeden önce incelemesi gerekir.

RISC Vs. CISC

  • Döngülerin boşa harcanması, programcı tarafından RISC'deki gereksiz kodu kaldırarak önlenebilir, ancak CISC kodunu kullanırken CISC'nin verimsizliği nedeniyle döngülerin boşa harcanmasına neden olur.
  • RISC'de, her komutun, karmaşık bir görevi yerine getirmek için birden fazla küçük talimatın birlikte kullanıldığı küçük bir görevi yerine getirmesi amaçlanırken, aynı görevi CISC kullanarak yapmak için yalnızca birkaç talimat gereklidir - çünkü karmaşık bir görevi gerçekleştirebilir. talimatlar bir yüksek dil koduna benzer.
  • CISC tipik olarak bilgisayarlar için kullanılırken, RISC akıllı telefonlar, tabletler ve diğer elektronik cihazlar için kullanılır.

Aşağıdaki şekil RISC ve CISC arasındaki daha fazla farkı göstermektedir

RISC Vs. CISC

RISC Vs. CISC

Bu nedenle, bu makalede, RISC ve CISC işlemcilerin mimari avantajları ve dezavantajları RISC ve CISC mimarilerinin özellikleri ve RISC ve CISC mimarileri arasındaki farklar hakkında kısa bir fikirle tartışılmaktadır. RISC ve CISC mimarileri hakkında daha fazla bilgi için, lütfen aşağıya yorum yaparak sorularınızı gönderin.

Fotoğrafa katkı verenler: