Разумевање о РИСЦ и ЦИСЦ архитектури

Разумевање о РИСЦ и ЦИСЦ архитектури

Сет инструкција или архитектура скупа инструкција је структура рачунара која рачунару даје наредбе за вођење рачунара за обраду података. Сет упутстава састоји се од упутстава, начина адресирања, матичних типова података, регистара, прекида, руковања изузецима и меморијске архитектуре. Сет упутстава може се емулирати у софтверу помоћу интерпретера или уградити у хардвер процесора. Архитектура скупа упутстава може се сматрати границом између софтвера и хардвера. Класификација микроконтролера а микропроцесори се могу изводити на основу архитектуре скупа инструкција РИСЦ и ЦИСЦ.



Сет упутстава за процесор

Сет упутстава за процесор

Сет упутстава одређује функционалност процесора, укључујући операције које подржава процесор, механизме складиштења процесора и начин компајлирања програма у процесор.






Шта су РИСЦ и ЦИСЦ?

Тхе РИСЦ и ЦИСЦ може се проширити на следећи начин:

РИСЦ представља рачунар са смањеним упутством и
ЦИСЦ представља рачунар са сложеним упутствима.



Архитектура РИСЦ (рачунар са смањеним упутством)

РИСЦ архитектура

РИСЦ архитектура

Тхе архитектура микроконтролера који користи мали и високо оптимизовани сет упутстава назива се рачунаром са смањеним упутством или једноставно назива РИСЦ. Такође се назива и архитектура ЛОАД / СТОРЕ.

Крајем 1970-их и почетком 1980-их, РИСЦ пројекти су првенствено развијени од Станфорда, УЦ-Берклеи-а и ИБМ-а. Јохн Цоке из ИБМ-овог истраживачког тима развио је РИСЦ смањивањем броја упутстава потребних за бржу обраду израчунавања од ЦИСЦ-а. РИСЦ архитектура је бржа, а чипови потребни за производњу РИСЦ архитектуре су такође јефтинији у поређењу са ЦИСЦ архитектуром.


Типичне карактеристике РИСЦ архитектуре

  • Техника пипелирања РИСЦ-а извршава истовремено више делова или фаза инструкција тако да је свака инструкција на ЦПУ-у оптимизована. Дакле, РИСЦ процесори имају сат по упутству једног циклуса, а то се назива Извршење једног циклуса.
  • Оптимизира употреба регистра са већим бројем регистара у РИСЦ-у и већим бројем интеракција унутар меморије може се спречити.
  • Једноставни начини адресирања, чак и сложено адресирање могу се извршити помоћу аритметике И / ИЛИ логичке операције .
  • Поједностављује дизајн компајлера коришћењем идентичних регистара опште намене који омогућавају употребу било ког регистра у било ком контексту.
  • За ефикасну употребу регистара и оптимизацију употребе цевовода потребан је смањени скуп инструкција.
  • Смањен је број битова који се користе за опцоде.
  • Генерално постоји 32 или више регистара у РИСЦ-у.

Предности РИСЦ архитектуре процесора

  • Због малог скупа упутстава РИСЦ-а, компајлери језика на високом нивоу могу произвести ефикаснији код.
  • РИСЦ омогућава слободу коришћења простора на микропроцесори због своје једноставности.
  • Уместо да користе Стацк, многи РИСЦ процесори користе регистре за прослеђивање аргумената и задржавање локалних променљивих.
  • РИСЦ функције користе само неколико параметара, а РИСЦ процесори не могу да користе упутства за позивање, па према томе користе упутства фиксне дужине која се лако изводе.
  • Брзина операције може се максимизирати, а време извршавања може се смањити.
  • Потребан је врло мали број формата инструкција (мање од четири), неколико упутстава (око 150) и неколико начина адресирања (мање од четири).

Недостаци архитектуре РИСЦ процесора

  • Са повећањем дужине инструкција, повећава се сложеност за извршавање РИСЦ процесора због циклуса карактера по инструкцији.
  • Учинак РИСЦ процесора највише зависи од компајлера или програмера, јер знање компајлера игра главну улогу приликом претварања ЦИСЦ кода у РИСЦ код, па стога квалитет генерисаног кода зависи од компајлера.
  • Прерасподјелом ЦИСЦ кода на РИСЦ код, назван проширењем кода, повећаће се његова величина. Квалитет овог проширења кода поново ће зависити од компајлера, а такође и од скупа инструкција машине.
  • Кеш меморија првог нивоа РИСЦ процесора такође је недостатак РИСЦ-а, у којем ови процесори имају велике меморијске кеш меморије на самом чипу. За храњење упутстава потребна су им веома брзи меморијски системи .

Архитектура ЦИСЦ (компјутер са сложеним упутствима)

Главна намера ЦИСЦ архитектуре процесора је да изврши задатак коришћењем мањег броја линија за монтажу. У ту сврху, процесор је направљен за извршавање низа операција. Сложена инструкција се такође назива МУЛТ, која делује банке меморије рачунара директно, а да компајлер не врши функције складиштења и учитавања.

ЦИСЦ Архитектура

ЦИСЦ Архитектура

Карактеристике ЦИСЦ архитектуре

  • Да би поједноставио рачунарску архитектуру, ЦИСЦ подржава микропрограмирање.
  • ЦИСЦ има већи број унапред дефинисаних упутстава што језике високог нивоа чини једноставним за дизајнирање и примену.
  • ЦИСЦ се састоји од мањег броја регистара и већег броја начина адресирања, обично 5 до 20.
  • ЦИСЦ процесору је потребно различито време циклуса за извршавање упутстава - вишечасовни циклуси.
  • Због сложеног скупа инструкција ЦИСЦ, техника цевовода је веома тешка.
  • ЦИСЦ се састоји од већег броја упутстава, обично од 100 до 250.
  • Посебна упутства се користе врло ретко.
  • Операнди у меморији се манипулишу упутствима.

Предности ЦИСЦ архитектуре

  • Свака инструкција машинског језика груписана је у инструкцију микрокода и извршава се у складу с тим, а затим се складишти уграђена у меморију главног процесора, названа имплементацијом микрокода.
  • Како је меморија микрокода бржа од главне меморије, сет инструкција микрокода може се имплементирати без значајног смањења брзине у односу на примену са жичаном мрежом.
  • Изменом дизајна микро програма може се руковати целим новим комплетом инструкција.
  • ЦИСЦ, број упутстава потребних за имплементацију програма може се смањити изградњом богатих скупова инструкција, а такође се може учинити да ефикасније користе споро главну меморију.
  • Због супер скупа упутстава који се састоје од свих ранијих упутстава, ово олакшава микро кодирање.

Недостаци ЦИСЦ-а

  • Количина такта коју узимају различита упутства биће различита - због тога - перформансе машине се успоравају.
  • Сложеност скупа упутстава и хардверски чип се повећавају како се свака нова верзија процесора састоји од подскупа ранијих генерација.
  • Само 20% постојећих упутстава користи се у типичном програмском догађају, иако постоји много специјализованих упутстава која се чак и не користе често.
  • Условни кодови су постављени у ЦИСЦ упутствима као споредни ефекат сваке инструкције за коју је потребно време за ову поставку - и, како наредна инструкција мења битове кода услова - тако компајлер мора да испита битове кода услова пре него што се то догоди.

РИСЦ вс. ЦИСЦ

  • Програмер може спречити циклусе расипања уклањањем непотребног кода у РИСЦ-у, али, док употреба ЦИСЦ кода доводи до губљења циклуса због неефикасности ЦИСЦ-а.
  • У РИСЦ-у је свака инструкција намењена за извршавање малог задатка, тако да се за извршавање сложеног задатка користи вишеструка мала инструкција заједно, док је за обављање истог задатка помоћу ЦИСЦ-а потребно само неколико упутстава - јер је способно за извршавање сложеног задатка пошто су упутства слична коду на високом језику.
  • ЦИСЦ се обично користи за рачунаре, док се РИСЦ користи за паметне телефоне, таблете и друге електронске уређаје.

Следећа слика приказује више разлика између РИСЦ и ЦИСЦ

РИСЦ вс. ЦИСЦ

РИСЦ вс. ЦИСЦ

Стога овај чланак говори о карактеристикама РИСЦ и ЦИСЦ архитектура, карактеристикама РИСЦ и ЦИСЦ процесора, предностима и недостацима РИСЦ и ЦИСЦ, те разликама између РИСЦ и ЦИСЦ архитектура са кратком идејом. За више информација у вези са РИСЦ и ЦИСЦ архитектурама, објавите своје коментаре коментаришући доле.

Фото кредити: