36. Дайте класифікацію архітектур комп'ютера за складом системи команд

Як вже було відмічено, розгляд архітектури комп'ютера на рівні системи команд

встановлює межу між апаратурою і програмним забезпеченням і дозволяє побачити

комп'ютер на рівні, який видимий програмісту, що працює на мові асемблера, або розробнику

компіляторів.

За складом системи команд комп'ютери можуть бути поділені на наступні типи:

• комп'ютери із складною (комплексною) системою команд (КССК, Complex Instruction

Set Computers - CISC);

• комп'ютери з простою (спрощеною) системою команд (КПСК, Reduced Instruction

Set Computers - RISC);

• комп'ютери з доповненою системою команд (КДСК, Supplemented Instruction Set

Computers - SISC). В таких комп'ютерах складна або проста система команд доповнюється

командами, орієнтованими на конкретну область використання. До таких комп'ютерів,

зокрема, відносяться програмовані процесори обробки сигналів (Programmable

Digital Signal Processors);

• комп'ютери з орієнтованою (спеціалізованою) системою команд (KOCK, Application

Specific Instruction Set Computers - ASISC).

Далі ці архітектури будуть розглянуті детально.

37. Яка різниця між комп'ютерами із складною та простою системами команд?

CISC (англ. Complex Instruction Set Computer — комп'ютер зі складним набором команд) — це архітектура системи команд, в якій більшість команд є комплексними, тобто реалізують певний набір простіших інструкцій процесора або шляхом зіставлення з кожною CISC-командою певної мікропрограми, або принаймні можуть бути зведені до набору таких простих інструкцій. Крім того, ознаками CISC-архітектури можна вважати також наявність великої кількості методів адресації пам'яті з можливістю безпосередньої роботи з операндами в основній пам'яті комп'ютера. Тобто, CISC-архітектури відносяться, як правило, до класу двохадресних.

Архітектури з комплексними наборами команд, розвиток яких припав на кінець 60-х — 70-ті роки пропонували програмісту досить різноманітний набір порівняно високорівневих інструкцій машинної мови, таких, наприклад, як «виклик підпрограми» або «відняти одиницю та перейти, якщо результат ненульовий», а також велику кількість способів звертання до операндів в пам'яті для полегшення роботи зі складними структурами даних. В ті часи, за відсутності повноцінних мов програмування високого рівня та відповідних компіляторів, така апаратна підтримка високорівневого інструментарію програмування могла підвищити продуктивність праці програміста. До того ж, програма, складена з таких команд займала небагато в пам'яті комп'ютера.

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computing — комп'ютер зі скороченим набором команд) — архітектура процесорів зі скороченим набором команд. Ще відома як «Load/Store» архітектура. Найвідоміші представники: DEC Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, Power Architecture (включаючи PowerPC), SuperH, та SPARC.

Основними рисами RISC архітектури є:

• Мала кількість інструкцій

• Однакова довжина всіх інструкцій

• Мала кількість різних форматів інструкцій

• Відсутність інструкцій які працюють з операндами в пам'яті (за виключенням інструкцій завантаження та збереження)

• Мала кількість апаратно підтримуваних типів даних

• Велика кількість ідентичних регістрів загального призначення