計算機中的指令集是什麼？

指令是一組計算機處理器可以理解的程式碼。程式碼通常以 1 和 0（機器語言）的形式出現。它包含控制處理器內部位和位元組移動的指令或任務。

一些指令集的示例：

  • ADD - 將兩個數字相加。

  • JUMP - 跳轉到指定的 RAM 地址。

  • LOAD - 將資訊從RAM載入到CPU。

指令集型別

一般來說，計算機中使用兩種型別的指令集。

精簡指令集計算機 (RISC)

許多計算機設計師建議計算機使用更少的指令和簡單的結構，以便它們可以在 CPU 中更快地執行，而無需經常使用記憶體。這種型別的計算機稱為精簡指令集計算機。

RISC 的概念旨在透過簡化計算機的指令集來減少執行時間。

RISC 的特點

RISC 的特點如下：

  • 指令相對較少。

  • 定址方式相對較少。

  • 記憶體訪問僅限於載入和儲存指令。

  • 所有操作都在 CPU 的暫存器內完成。

  • 單週期指令執行。

  • 固定長度、易於解碼的指令格式。

  • 硬連線而不是微程式控制。

RISC 處理器的一個特點是能夠在一個時鐘週期內執行一條指令。這是透過使用稱為流水線的過程來重疊兩條或三條指令的取指、解碼和執行階段來實現的。

複雜指令集計算機 (CISC)

CISC 是一種計算機，其中單個指令可以執行許多低階操作，例如從記憶體載入和向記憶體儲存等。CISC 試圖最小化每個程式的指令數，但代價是每條指令的週期數增加。

為計算機設計指令集時，必須不僅要考慮機器語言結構，還要考慮高階程式語言的使用要求。

CISC 的目標是嘗試為高階語言中編寫的每個語句提供一個單一的機器指令。

CISC 的特點

CISC 的特點如下：

  • 大量的指令，通常從 100 到 250 條指令。

  • 一些執行特殊任務且很少使用的指令。

  • 各種定址方式——通常有 5 到 20 種不同的方式。

  • 可變長度指令格式。

  • 操作記憶體中運算元的指令。

示例

為了執行 ADD 操作，CISC 將執行單個 ADD 命令，該命令將執行所有必需的載入和儲存操作。

RISC 將使用不同的低階指令執行從記憶體載入資料、新增值並將資料儲存回記憶體的每個操作。

更新於：2023年9月14日

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