CISC与RISC的名词解释

CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）是计算机结构中常见的两种指令集体系结构。它们在控制器的指令集、寄存器组、地址模式、寻址方式等方面有所不同。本文将从历史、指令集体系结构、编程语言、性能等角度分析CISC和RISC。

历史

CISC作为先行者被广泛应用于上世纪60年代到80年代的计算机中，例如8086和VAX。为了避免在硬件上频繁切换和使用外围设备，它的指令集十分复杂——从一条指令中就可以完成多个操作。期望着RISC指令集能够用更少的指令完成同样的操作，RISC在上世纪80年代中期被提出。目前，RISC成为了计算机结构的主流。

指令集体系结构

CISC和RISC的指令集体系结构差别很大。CISC的指令长度一般在10到20个字节之间，但是可能需要多达106种不同的操作。而RISC的指令长度在2到6个字节之间，操作很少，只有25到50种，每个操作都可以在一个时钟周期内完成。CISC依靠复杂指令完成任务，这使得处理器更快，但是同时处理器也更加复杂。RISC的设计理念是减少指令，提高指令执行速度，但同时也需要更多的指令来完成任务。CISC依靠微编程实现操作，而RISC依靠硬切换和片上寄存器实现操作。

编程语言

指令集体系结构对编程语言的设计影响是很大的。 CISC依赖复杂的指令，从而实现高级语言的转化，尽可能地支持高级语言。而RISC简化了指令集，因此需要更多的向量操作和干净的 C 代码，同时也增加了编译器的负担。

性能

CISC和RISC的性能依赖于程序的需求，因此并不是所有程序都适合在RISC或CISC状态下运行。以CISC为例，由于大量的指令需要执行，运行速度更快，但是相对来说热源较大、耗电量较大，同时复杂结构，易受阻塞，导致执行速度下降。而RISC，不仅相对复杂度较低，还提供多级流水线，缩短了执行期间。但是RISC在处理低级语言时，可能会存在动态链接库、内存分配等方面的性能瓶颈。