计算机指令系统的发展与研究

信息技术　・１７７・　计算机指令系统的发展与研究　潘谈　（吉林电子信息职业技术学院，吉林吉林１３２０２１）　摘要：本文主要围绕计算机指令系统为中心，首先剖析计算机指令系统的基本概念，接着对其的发展进行阐述，最后对其进行研　究，旨在为实际的研究工作提供一定的理论参考。　关键词：计算机指令系统；发展；研究　计算机的历史并不长，但是发展速度十分迅速。计算机在发展　增加，这种方式不但增加了设计的时间与成本，同时还十分容易造　的过程中，各项技术的不断完善最终结果是帮助人们将生产生活的　成设计的失误。虽然目前的ＶＬＳＩ技术已经十分成熟，但是想要实现　质量得到提高。其中的计算机指令系统其性能直接决定了计算机的　将ＣＩＳＣ的全部硬件都放在一个芯片上，难度很大，另夕、在ＣＩＳＣ中，　基本功能，并且直接与计算机的硬件结构和用户的需求相关，因此　复杂的指令代表着需要复杂的操作，并且通用性差，特别是由于其　对其进行一个全面的研究显得十分重要。　采用二级的微码执行方式，降低了整个指令系统的运；亍速度，因此　１计算机指令系统概述　为了能够解决这个问题，因此为了能够精简指令，但　：有能够有部　计算机的指令系统属于计算机硬件的语言系统，其代表了计算　分的指令能够支持操作系统和高级语言，精简指令集计算机诞生　机的基本功能，同时也决定了计算机指令的格式。不同的计算机可　了，简称ＲＩＳＣ。　以具备不同的指令系统，只需要在指令格式、类型以及操作功能进　３．２精简指令集计算机　行特殊对待［１１。形象一点讲计算机的一条指令相当于机器语言的一　精简指令集计算机属于一种执行较少类型计算初指令的微处　句话，其属于一种有意义的二进制代码，不同的计算机公司在对指　理器，其发展时间是从２Ｏ世纪８０年代开始，精简指令噪计算机中　令系统进行设计时会产生差异，因此也就造成了指令系统的数量、　采用的微处理器称为ＲＩＳＣ处理器，其能够实现每秒多达百万的指　功能、格式等都具有差别。这就需要精简指令系统计算结构设计芯　令，可以明显看出其运行速度高于ＣＩＳＣ。相对于ＣＩＳＣ系统，ＲＩＳＣ　片。根据数据处理指令，包含逻辑运算指令、移位指令、比较指令等，　的指令系统更加简单，其只需要硬件执行比较有限而且是十分常用　根据数据传送指令，包含寄存器与主存储器之间、寄存器与寄存器　的那一部分指令即可，其余的操作全部都依靠与成熟的编译技术。　之间的传送指令等。随着计算机系统结构的不断发展，计算机中还　因此，当前的许多的微芯片都使用的是ＲＩＳＣ概念。　会不断的引入新的指令。　其主要特点为：第一大部分指令只需要单周期就能够完成，第　２计算机指令系统的发展　二，寻址方式更加简单快捷，第三其中采用延迟转移技术以及　用一句话描述计算机指令系统的发展，就是从简单到复杂的一　ＬＯＡＤ延迟技术，第四使用简单统一的指令译码。在组成ＲＩＳＣ中比　个过程。　较重要的技术是延时转移技术和指令取消技术等。　２０世纪５０至６Ｏ年代，当时的计算机硬件结构比较简单，由于　延时转移技术，所谓的延时转移技术就是在转移指令之后插入　技术的，当时的计算机大多数都是采用分立元件的晶体管或电　条或者几条有效的指令０１。当计算机中程序需要执行时，要等到插　看起来就像是转移指令被　子管组成，因为计算机的指令系统数量也不大，寻址方式也比较简　入的指令完成之后才能够进行转移指令，单。　延时执行，该类技术成为延时转移技术。在使用延时转；眵技术时，其　２Ｏ世纪６０年代中期，集成电路的出现，让计算机的体积、价　调整只需要编译器进行就能够完成，不需要人工操作。　所谓的指令取消技术，当该项技术被应用时，所有的转移指令　格、能耗等方面都得到了下降，整体的硬件功能也得到了一定的提　升，整个指令系统变得更加丰富。　和数据变换指令都会在下一步的执行之前是否被取消　执行了指令　但是不会一下影响整　２Ｏ世纪７Ｏ年代，计算机的普及说明了整个计算机性能有了一　取消技术，就相当于执行了一条空操作指令，个更大的提升，但是其中出现的软件危机却为指令系统带来了新的　个运行环境。　指令流调整技术，使用该项技术目的在于提高ＲＩ：；ｃ中的指令　转机，复杂指令系统计算机的出现可以算作是一个里程碑式的意　义。　流水线高效率，保证其尽量不出现断流的现象。但是一旦出现指令　３计算机指令系统的研究　流出现断流的现象，就需要调整指令列。　结束语　３．１复杂指令系统计算机　复杂指令系统计算机（ＣＩＳＣ）和精简系统计算结构（ＲＩＳＣ）是计　总而言之，计算机指令系统的发展融合了人类的　慧，从简单　算机指令系统的两个主要方向。复杂指令系统计算机中的指令是计　到复杂的过程也证明了人类所具有的知识与技能更在不断的更新　算机ＣＰＵ能够直接识别的指令　。随着计算机指令系统的不断完　与进步。但是对计算机指令系统的研究不会止步，也就说明了计算　　善，其在构造的过程中需要保持整个计算机能够更加稳定，研究人　机指令系统是处于一种一直发展的状态中。参考文献　员设置部分比较复杂的指令希望通过这种方式提高计算机的执行　…王爱英．精简指令系统计算机（ＲＩＳＣ）ＣＪ存储体系［Ｊ］精华大学学报　速度，这就是复杂指令系统计算机。　，２０１２，１　１（４）：１０２．　从计算机被研究出来开始，相关研究人员一直采用复杂指令系　（自然科学版）２】沙绍栋，毛成烈，王浩．四位微控制器电路的硬件结构和指令系统　统计算机集方式，比较典型的就是早期的桌面软件就是按照复杂指　［Ｊ】．微电子技术，２０１１，１３（６）：１５２．　令系统计算机设计，并且目前仍然存在。在复杂指令系统计算机的　［微处理器当中，其中的程序中的各种指令都是按照一定的顺序串行　【３］宋静．简化ＣＰＵ模型中微指令的分析和设计方法［Ｊ］．安庆师范学　执行的，其中每个指令当中的每个操作也是按照顺序串行执行的，　院学报（自然科学版），２０１３，１５（１）：２０３—２０４．　利用这个按照顺序执行的优势在于控制简短。　在优缺点方面，采用复杂指令系统的计算机能够有着比较强的　处理高级语言的能力，但是由于使用过程中也导致了结构的复杂性　一作者简介：潘谈（１９８０，３，１３一），女，籍贯：吉林四平，工作单位：吉林电子信息职业技术学院，职称：讲师，学历：研究生，研究方向：计算　机应用技术、计算机软件技术。