• 指令系統分類

複雜指令系統計算機（CISC：complex instruction set computer）

設定一些複雜的指令，把一些計算機功能整合到硬體的指令系統實現

精簡指令系統計算機（RISC：Reduced Instruction-Set Computer）

設定簡單指令功能，保留功能簡單能在一個節拍內完成的指令

• 複雜指令系統計算機（CISC：complex instruction set computer）

特點

指令數量眾多：通常有100~250條左右

指令使用頻率相差懸殊：有20%的指令在80%程式用到

支援很多種定址方式：選址方式有5~20鍾

變長的指令：長度不固定，增加了指令譯碼器電路的複雜性

指令可對主存單元中的資料直接進行處理

以微程式控制為主：由於複雜性，用硬體難以實現，通常用微程式

目標程式優化

優化目標

縮短程式的長度，也就是減少程式的空間開銷

縮短程式的執行時間，也即是減少程式的時間開銷

主要途徑：增加指令功能，具體是

資料傳送指令

運算類指令

程式控制指令

具體做法

分析程式中使用頻率高和時間長的指令和指令串

對於指令用硬體代替實現

對於指令串用一條心的指令代替

對高階語言和編譯程式的優化

增加支援高階語言和編譯程式的功能，減少體系結構中特殊情況

設計高階語言計算機，這種計算機不需要經過編譯，而是直接由機器的硬體執行，例如LISP計算機和PROLOG計算機

作業系統優化

複雜指令系統缺陷

2-8原則：指令使用頻率懸殊，20%的指令在80%程式中用到

超大規模積體電路問題：控制邏輯不規整

軟硬體分配問題：為了支援高階語言、目標程式、編譯程式，常用一條指令代替指令串，這使用那條指令的實現異常複雜，增加了硬體複雜長度和指令的執行週期