4. Классификация архитектуры sisd

Архитектура SISD породила целый ряд архитектур: CISC, RISC, VLIW и EPIC-концепцию.

CISC:

Компьютеры с CISC (Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операции типа «память – память», «память – регистр», «регистр – память», «регистр – регистр».

RISC:

Компьютеры с RISC (Reduced Instruction Set Computer) архитектурой содержат набор простых, часто употребляемых в программах команд. Основными являются операции типа «регистр – регистр».

VLIW:

VLIW-архитектура связана с кардинальной перестройкой всего процесса трансляции и исполнения программ. Уже на этапе подготовки программы компилятор группирует несвязанные операции в пакеты, содержимое которых строго соответствует структуре процессора. Сформированные пакеты операций преобразуются компилятором в командные слова, которые по сравнению с обычными инструкциями выглядят очень большими. Отсюда и название этих суперкоманд и соответствующей им архитектуры – VLIW (Very Long Instruction Word – очень длинное командное слово).

EPIC:

Концепция EPIC (Explicity Parallel Instruction Computing – вычисления с явным параллелизмом команд, где «явным» означает явно указанным при трансляции) разработана совместно фирмами Intel и Hewlett Packard и имеет ту же значимость, что и CISC- и RISC-архитектуры.

5. Cisc и risc-архитектуры микропроцессоров.

Компьютеры с CISC (Complex Instruction Set Computer) архитектурой имеют комплексную (полную) систему команд, под управлением которой выполняются всевозможные операции типа «память – память», «память – регистр», «регистр – память», «регистр – регистр».

CISC‑архитектура	RISC-архитектура
Переменная длина команд (от 1 до 13 байт);	Постоянная длина команд
Большое число команд (более 200);	Сокращенное число команд
Наличие сложных команд и многотактность их выполнения;	Большинство команд выполняется за один машинный такт; Большое число регистров внутренней памяти процессора.
Значительное число способов адресации и форматов команд	Небольшое количество способов адресации и форматов команд
Наличие микропрограммного управления для сложных команд.	Для простых команд нет необходимости в использовании микропрограммного управления

Компьютеры с RISC (Reduced Instruction Set Computer) архитектурой содержат набор простых, часто употребляемых в программах команд. Основными являются операции типа «регистр – регистр».

Одним из важных преимуществ RISC-архитектуры является высокая скорость арифметических вычислений. А в сочетании с высокой точностью вычислений обеспечивает RISC-процессорам лидерство по быстродействию в сравнении с CISC-процессорами.

Другой особенностью является комплекс средств, обеспечивающих безостановочную работу арифметических устройств: механизм динамического прогнозирования ветвлений, большое количество оперативных регистров, многоуровневая встроенная кэш-память.

Организация регистровой структуры – основное достоинство и основная проблема RISC. Практически любая реализация RISC-архитектуры использует трехместные операции обработки, в которых результат и два операнда имеют самостоятельную адресацию – R1 : = R2, R3. Это позволяет без существенных затрат времени выбрать операнды из адресуемых оперативных регистров и записать в регистр результат операции. Кроме того, трехместные операции дают компилятору большую гибкость по сравнению с типовыми двухместными операциями формата "регистр – память" архитектуры CISC. В сочетании с быстродействующей арифметикой RISC-операции типа "регистр – регистр" становятся очень мощным средством повышения производительности процессора.