Процессоры с CISC - архитектурой

Введение. 2

1. Описание CISC.. 3

1.2. Компьютер с полным набором команд. 3

1.3. Достоинства и недостатки CISC архитектуры.. 3

1.4. Реализация. 4

2. История. 5

2.1. Основоположник, модель. 5

2.2. Развитие архитектур. 5

2.3. Регистровая архитектура. 6

2.4. Лидер сегодня. 8

3. Архитектура. 8

3.1. Архитектура процессоров CISC.. 8

3.2. Архитектура системы команд. 9

Заключение. 10

Список использованных источников. 11

1.2. Компьютер с полным набором команд
CISC (англ. Complex instruction set computing, или англ. complex instruction set computer  — компьютер с полным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:
• нефиксированное значение длины команды;
• арифметические действия кодируются в одной команде;
• небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.
Наиболее распространённая архитектура современных настольных, серверных и мобильных процессоров построена по архитектуре Intel x86 (или х86-64 в случае 64-разрядных процессоров). Формально, все х86-процессоры являлись CISC-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel Pentium Pro, являются CISC-процессорами с RISC-ядром. Они непосредственно перед исполнением преобразуют CISC-инструкции процессоров x86 в более простой набор внутренних инструкций RISC.
...

1.3. Достоинства и недостатки CISC архитектуры
Недостатками являются:
• высокая стоимость аппаратной части;
• сложности с распараллеливанием вычислений.
Методика построения системы команд CISC противоположна другой методике - RISC. Различие этих концепций состоит в методах программирования, а не в реальной архитектуре процессора. Практически все современные процессоры эмулируют наборы команд как RISC так и CISC типа.
В машинах с регистровой архитектурой процессор включает в себя массив регистров (регистровый файл), известных как регистры общего назначения (РОН). Эти регистры, в каком-то смысле, можно рассматривать как явно управляемый кэш для хранения недавно использовавшихся данных.
Размер регистров обычно фиксирован и совпадает с размером машинного слова. К любому регистру можно обратиться, указав его номер.
...

2.2. Развитие архитектур
С развитием архитектур менялся состав операций и их сложность, а также место хранения операндов, что влияет на количество и длину адресов, указываемых в адресной части команд обработки данных.
Архитектура на базе аккумулятора исторически возникла одной из первых. В ней для хранения одного из операндов арифметической или логической операции в процессоре имеется выделенный регистр — аккумулятор. В этот же регистр заносится и результат операции. Поскольку адрес одного из операндов предопределен, в командах обработки достаточно явно указать местоположение только второго операнда. Изначально оба операнда хранятся в основной памяти, и до выполнения операции один из них нужно загрузить в аккумулятор. После выполнения команды обработки результат находится в аккумуляторе и, если он не является операндом для последующей команды, его требуется сохранить в ячейке памяти.
...

2.3. Регистровая архитектура
Поначалу совершенствование процессоров было направлено на то, чтобы сконструировать по возможности более функциональный компьютер, который позволил бы выполнять как можно больше разных инструкций. Во-первых, так было удобнее для программистов (компиляторы языков высокого уровня еще только начинали развиваться, и все по-настоящему важные программы писались на ассемблере), а во-вторых, использование сложных инструкций зачастую позволяло сильно сократить размеры написанной на ассемблере программы. А где меньше инструкций – меньше и затраченное на исполнение программы время.
Третье поколение вычислительной техники (1963–1972) ознаменовалось переходом от дискретных полупроводниковых элементов к интегральным микросхемам, что обусловило скачок производительности. Зарождаются принципы конвейеризации и суперскалярности (принципы мелкозернистого параллелизма). Появляются многозадачные ОС.
...

3.1. Архитектура процессоров CISC
Микропроцессор — это устройство, представляющее собой одну или несколько больших интегральных схем (БИС), выполняющих функции процессора ЭВМ. Классическое вычислительное состоит из арифметического устройства (АУ), устройства управления (УУ), запоминающего устройства (ЗУ) и устройства ввода-вывода (УВВ).
CISC  характеризуется следующим набором свойств:
• большим числом различных по формату и длине команд;
• введением большого числа различных режимов адресации;
• обладает сложной кодировкой инструкции.
Процессору с архитектурой CISC приходится иметь дело с более сложными инструкциями неодинаковой длины. Выполнение одиночной CISC-инструкции может происходить быстрее, однако обрабатывать несколько таких инструкций параллельно сложнее.
Облегчение отладки программ на ассемблере влечет за собой загромождение узлами микропроцессорного блока.
...

3.2. Архитектура системы команд

CISC
Основоположник,
модель
IBM, IBM/360
Лидер, сегодня
x86
Рынок
Персональные ЭВМ
(благодаря совместимости с программным обеспечением младших моделей, общая стоимость которого - в начале 90-х годов - составила несколько миллиардов долларов США)
Реализация
Микропрограммная (интерпретация)
Число регистров общего назначения
небольшое
Формат команд
большое количество форматов команд различной разрядности
Адресация
большое количество методов адресации, преобладание двухадресного формата команд



Заключение
Архитектура компьютера – это логическая организация и структура аппаратных и программных ресурсов вычислительной системы. Архитектура заключает в себе требования к функциональности и принципы организации основных узлов ЭВМ.
Внешняя архитектура современного персонального компьютера представляет собой соединение монитора, клавиатуры, мыши и акустической системы к системному блоку.
...