What is CISC?CISC, which stands for

What is CISC?
CISC, which stands for Complex Instruction Set Computer, is a philosophy for designing chips that are easy to program and which make efficient use of memory. Each instruction in a CISC instruction set might perform a series of operations inside the processor. This reduces the number of instructions required to implement a given program, and allows the programmer to learn a small but flexible set of instructions.

Since the earliest machines were programmed in assembly language and memory was slow and expensive, the CISC philosophy made sense, and was commonly implemented in such large computers as the PDP-11 and the DECsystem 10 and 20 machines.

Most common microprocessor designs --- including the Intel(R) 80x86 and Motorola 68K series --- also follow the CISC philosophy.

As we shall see, recent changes in software and hardware technology have forced a re-examination of CISC. But first, let's take a closer look at the decisions which led to CISC.

CISC philosophy 1: Use Microcode
The earliest processor designs used dedicated (hardwire) logic to decode and execute each instruction in the processor's instruction set. This worked well for simple designs with few registers, but made more complex architectures hard to build, as control path logic can be hard to implement. So, designers switched tactics --- they built some simple logic to control the data paths between the various elements of the processor, and used a simplified microcode instruction set to control the data path logic. This type of implementation is known as a microprogrammed implementation.

In a microprogrammed system, the main processor has some built-in memory (typically ROM) which contains groups of microcode instructions which correspond with each machine-language instruction. When a machine language instruction arrives at the central processor, the processor executes the corresponding series of microcode instructions.

Because instructions could be retrieved up to 10 times faster from a local ROM than from main memory, designers began to put as many instructions as possible into microcode. In fact, some processors could be ordered with custom microcode which would replace frequently used but slow routines in certain application.

There are some real advantages to a microcoded implementation:
since the microcode memory can be much faster than main memory, an instruction set can be implemented in microcode without losing much speed over a purely hard-wired implementation.
new chips are easier to implement and require fewer transistors than implementing the same instruction set with dedicated logic, and...
a microprogrammed design can be modified to handle entirely new instruction sets quickly.

Using microcoded instruction sets, the IBM 360 series was able to offer the same programming model across a range of different hardware configurations.

Some machines were optimized for scientific computing, while others were optimized for business computing. However, since they all shared the same instruction set, programs could be moved from machine to machine without re-compilation (but with a possible increase or decrease in performance depending on the underlying hardware.)

This kind of flexibility and power made microcoding the preferred way to build new computers for quite some time.

CISC philosophy 2: Build "rich" instruction sets
One of the consequences of using a microprogrammed design is that designers could build more functionality into each instruction. This not only cut down on the total number of instructions required to implement a program, and therefore made more efficient use of a slow main memory, but it also made the assembly-language programmer's life simpler.
Soon, designers were enhancing their instruction sets with instructions aimed specifically at the assembly language programmer. Such enhancements included string manipulation operations, special looping constructs, and special addressing modes for indexing through tables in memory.

For example:
ABCD Add Decimal with Extend
ADDA Add Address
ADDX Add with Extend
ASL Arithmentic Shift Left
CAS Compare and Swap Operands
NBCD Negate Decimal with Extend
EORI Logical Exclusive OR Immediate
TAS Test Operand and Set

Kết quả (Việt) 1:

CISC là gì?CISC, viết tắt của chỉ dẫn thiết lập máy tính phức tạp, là một triết lý thiết kế chip được dễ dàng để chương trình và tạo hiệu quả sử dụng bộ nhớ. Mỗi hướng dẫn trong một tập lệnh CISC có thể thực hiện một loạt các hoạt động bên trong bộ vi xử lý. Điều này làm giảm số lượng các hướng dẫn cần thiết để thực hiện một chương trình, và cho phép các lập trình viên để tìm hiểu một tập nhỏ nhưng linh hoạt các hướng dẫn. Kể từ khi các máy đầu tiên đã được lập trình bằng ngôn ngữ hội và nhớ là chậm và đắt tiền, những triết lý CISC làm ý nghĩa, và thường được thực hiện trong các máy tính lớn như PDP-11 và DECsystem 10 và 20 máy.Phổ biến nhất bộ vi xử lý thiết kế---bao gồm Intel(R) 80 x 86 và Motorola 68K series---cũng theo triết lý CISC.Như chúng ta sẽ thấy, các thay đổi gần đây trong công nghệ phần mềm và phần cứng đã buộc phải tái khám CISC. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy có một cái nhìn sâu hơn về các quyết định dẫn tới CISC.Triết lý CISC 1: sử dụng viThiết kế bộ vi xử lý sớm nhất sử dụng logic chuyên dụng (hardwire) để giải mã và thực thi mỗi hướng dẫn trong bộ vi xử lý tập lệnh. Điều này làm việc tốt cho các thiết kế đơn giản với vài đăng ký, nhưng thực hiện kiến trúc phức tạp hơn khó khăn để xây dựng, như kiểm soát con đường logic có thể được khó để thực hiện. Vì vậy, nhà thiết kế đã chuyển chiến thuật---họ xây dựng một số logic đơn giản để kiểm soát các đường dẫn dữ liệu giữa các yếu tố khác nhau của bộ vi xử lý, và sử dụng một chỉ dẫn đơn giản hóa vi thiết lập để kiểm soát các đường dẫn dữ liệu logic. Loại này thực hiện được gọi là một microprogrammed thực hiện. Trong một hệ thống microprogrammed, chính bộ xử lý này có một số bộ nhớ trong (thường là ROM) chứa nhóm vi hướng dẫn tương ứng với từng giảng dạy ngôn ngữ máy. Khi một máy ngôn ngữ hướng dẫn đến bộ xử lý trung tâm, bộ xử lý thực hiện một loạt vi hướng dẫn, tương ứng.Vì hướng dẫn có thể được lấy ra lên đến 10 lần nhanh hơn từ một ROM địa phương hơn từ bộ nhớ chính, nhà thiết kế đã bắt đầu đưa hướng dẫn càng nhiều càng tốt vào vi. Trong thực tế, một số bộ vi xử lý có thể được đặt hàng với tùy chỉnh vi đó sẽ thay thế thường xuyên được sử dụng nhưng chậm thói quen trong ứng dụng nhất định.Chúng ta có một số lợi thế thực sự để thực hiện một microcoded: kể từ khi vi bộ nhớ có thể nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ chính, một tập lệnh có thể được thực hiện trong vi mà không mất tốc độ nhiều hơn một thực hiện hoàn toàn là Hard. chip mới dễ dàng hơn để thực hiện và yêu cầu bóng bán dẫn ít hơn so với việc thực hiện các hướng dẫn tương tự thiết lập với chuyên dụng logic, và... một thiết kế microprogrammed có thể được thay đổi để xử lý bộ giảng dạy hoàn toàn mới một cách nhanh chóng. Sử dụng microcoded hướng dẫn bộ, dòng IBM 360 đã có thể cung cấp cho cùng một mô hình lập trình trên một loạt các cấu hình phần cứng.Một số máy đã được tối ưu hóa cho máy tính khoa học, trong khi những người khác đã được tối ưu hóa cho máy tính kinh doanh. Tuy nhiên, kể từ khi tất cả họ chia sẻ cùng một bộ giảng dạy, chương trình có thể được chuyển từ máy này qua máy mà không cần biên dịch lại (nhưng có thể tăng hoặc giảm hiệu suất tuỳ thuộc vào phần cứng cơ bản.)Loại linh hoạt và sức mạnh làm microcoding cách ưa thích để xây dựng các máy tính mới cho thời gian khá lâu. Triết lý CISC 2: xây dựng bộ chỉ thị "phong phú"Một trong những hậu quả của việc sử dụng một thiết kế microprogrammed là nhà thiết kế có thể xây dựng thêm chức năng thành từng hướng dẫn. Điều này không chỉ cắt giảm tổng số các hướng dẫn cần thiết để thực hiện một chương trình, và do đó có thể thực hiện hiệu quả hơn sử dụng một bộ nhớ chính chậm, nhưng nó cũng làm cho cuộc sống của lập trình ngôn ngữ lắp ráp đơn giản. Ngay sau đó, nhà thiết kế đã tăng cường bộ giảng dạy của họ với các hướng dẫn nhằm cụ thể ở các hội ngôn ngữ lập trình viên. Những cải tiến bao gồm chuỗi hoạt động thao tác, đặc biệt việc lặp cấu trúc, và đặc biệt giải quyết chế độ cho chỉ mục thông qua bảng trong bộ nhớ.Ví dụ: ABCD thêm số thập phân với mở rộngADDA thêm địa chỉADDX thêm với mở rộngASL Arithmentic Shift tráiCAS so sánh và trao đổi OperandsNBCD phủ thập phân với mở rộngEORI độc quyền hợp lý HOẶC ngay lập tứcTAS thi Operand và thiết lập

Kết quả (Việt) 2:

CISC là gì?
CISC, viết tắt của Instruction Set Computer Complex, là một triết lý thiết kế chip được dễ dàng để chương trình và làm cho hiệu quả sử dụng của bộ nhớ. Mỗi chỉ lệnh trong một tập lệnh CISC có thể thực hiện một loạt các hoạt động bên trong bộ xử lý. Điều này làm giảm số lượng các hướng dẫn cần thiết để thực hiện một chương trình nào đó, và cho phép các lập trình viên phải học một tập nhỏ nhưng linh hoạt của hướng dẫn.

Kể từ khi máy sớm nhất đã được lập trình bằng ngôn ngữ lắp ráp và bộ nhớ là chậm và tốn kém, triết lý CISC có ý nghĩa, và được thực hiện phổ biến trong các máy tính lớn như PDP-11 và DECsystem 10 và 20 máy.

Thiết kế bộ vi xử lý phổ biến nhất --- bao gồm vi xử lý Intel (R) 80x86 và Motorola 68K loạt --- cũng theo triết lý CISC.

Như chúng ta sẽ thấy, thay đổi gần đây trong phần mềm và công nghệ phần cứng đã buộc một kiểm tra lại CISC. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy có một cái nhìn sâu hơn về các quyết định dẫn đến CISC.

CISC triết lý 1: Sử dụng vi
Các mẫu thiết kế bộ vi xử lý đầu tiên được sử dụng dành riêng (hardwire) logic để giải mã và thực hiện mỗi lệnh trong tập lệnh của bộ xử lý. Điều này làm việc tốt cho các thiết kế đơn giản với một vài thanh ghi, nhưng làm kiến trúc phức tạp hơn khó khăn để xây dựng, như kiểm soát con đường logic có thể được khó khăn để thực hiện. Vì vậy, các nhà thiết kế chuyển sang chiến thuật --- họ xây dựng một số logic đơn giản để kiểm soát các đường dẫn dữ liệu giữa các yếu tố khác nhau của bộ xử lý, và sử dụng một hướng dẫn đơn giản hóa vi thiết lập để kiểm soát logic đường dẫn dữ liệu. Đây là loại thực hiện được biết đến như một thực hiện microprogrammed.

Trong một hệ thống microprogrammed, bộ vi xử lý chính có một số được xây dựng trong bộ nhớ (thường là ROM), trong đó có các nhóm hướng dẫn vi tương ứng với mỗi lệnh ngôn ngữ máy. Khi một lệnh ngôn ngữ máy đến tại trung tâm xử lý, bộ vi xử lý thực hiện các loạt tương ứng của hướng dẫn vi.

Bởi vì hướng dẫn có thể được lấy ra lên đến 10 lần nhanh hơn từ một ROM địa phương hơn từ bộ nhớ chính, các nhà thiết kế đã bắt đầu đặt như nhiều hướng dẫn càng tốt vào vi. Trong thực tế, một số bộ vi xử lý có thể được đặt hàng với tùy chỉnh vi đó sẽ thay thế thói quen thường xuyên được sử dụng nhưng chậm trong ứng dụng nhất định.

Có một số lợi thế thực sự cho một thực microcoded:
kể từ khi bộ nhớ vi có thể được nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ chính, một tập lệnh có thể được thực hiện trong vi mà không mất nhiều hơn tốc độ triển khai thực hiện hoàn toàn cứng có dây.
chip mới được dễ dàng hơn để thực hiện và đòi hỏi ít transistor hơn so với thực hiện các hướng dẫn cùng một thiết lập với logic chuyên dụng, và ...
một thiết kế microprogrammed có thể được sửa đổi để xử lý hoàn toàn mới hướng dẫn thiết lập một cách nhanh chóng.

Sử dụng bộ giảng dạy microcoded, dòng IBM 360 đã có thể cung cấp mô hình lập trình tương tự trên một loạt các cấu hình phần cứng khác nhau.

Một số máy đã được tối ưu hóa cho máy tính khoa học, trong khi những người khác đã được tối ưu hóa cho máy tính kinh doanh. Tuy nhiên, kể từ khi tất cả họ đều chia sẻ cùng một tập lệnh,

chương trình có thể được di chuyển từ máy tính đến máy tính mà không cần biên dịch (nhưng với khả năng tăng hoặc giảm hiệu suất tùy thuộc vào phần cứng cơ bản.) Đây là loại linh hoạt và năng lượng được làm microcoding cách ưa thích để xây dựng máy tính mới trong một thời gian khá lâu.

CISC triết lý 2: Xây dựng "giàu" hướng dẫn đặt
Một trong những hậu quả của việc sử dụng một thiết kế microprogrammed là nhà thiết kế có thể xây dựng nhiều chức năng trong mỗi lệnh. Điều này không chỉ cắt giảm tổng số các hướng dẫn cần thiết để thực hiện một chương trình, và do đó đã sử dụng hiệu quả hơn bộ nhớ chính chậm, nhưng nó cũng làm cho cuộc sống của các lập trình lắp ráp ngôn ngữ đơn giản.
Sớm, nhà thiết kế đã được tăng cường bộ giảng dạy của họ với các hướng dẫn nhằm cụ thể tại các lập trình hợp ngữ. cải tiến này bao gồm chuỗi hoạt động thao tác, cấu trúc vòng lặp đặc biệt, và các chế độ địa chỉ đặc biệt cho lập chỉ mục thông qua các bảng trong bộ nhớ.

Ví dụ:
ABCD Thêm một số thập phân với Extend
ADDA Thêm Địa chỉ
ADDX Thêm với Extend
ASL Arithmentic phím Shift trái
CAS So sánh và hoán đổi Phép toán
NBCD phủ nhận một số thập phân với Extend
EORI Logical Dành riêng HOẶC ngay
TAS Kiểm tra toán hạng và Set

Kết quả (Việt) 3:

CISC là gì?CISC, tức là tập lệnh máy tính phức tạp, là một thiết kế chip bộ nhớ sử dụng dễ dàng, lập trình, làm cho hiệu quả của triết học.Ở CISC tập lệnh lệnh có thể thực hiện một loạt các hoạt động xử lý nội bộ.Nó đã giảm đi thực hiện chương trình hướng dẫn số lượng cần thiết cho trước, và cho phép lập học một chút và linh hoạt của tập lệnh..Từ sớm nhất của ngôn ngữ lập trình lắp ráp máy và trí nhớ là chậm và tốn kém, CISC triết học có ý nghĩa, và thường được thực hiện như máy tính lớn như một loại máy tính Series 10 và 20 PDP-11 và máy móc.Phổ biến nhất thiết kế - bao gồm vi xử lý Intel (R) 80x86 và Motorola 68K Series - cũng theo CISC triết học.Như chúng ta sẽ thấy, trong thời gian gần đây công nghệ phần mềm và phần cứng thay đổi làm cho CISC phúc thẩm.Nhưng trước tiên, hãy nhìn xem nó dẫn đến quyết định của CISC.CISC triết học 1: sử dụngSớm nhất sử dụng vi xử lý chuyên dụng được thiết kế (phần cứng) lý giải mã và thực hiện Chỉ thị trong mỗi một tập lệnh của bộ vi xử lý.Nó được thiết kế đơn giản với vài đăng ký, nhưng phức tạp hơn khó xây dựng kiến trúc đường, điều khiển logic khó có thể thành hiện thực.Vì vậy, nhà thiết kế chính sách chuyển đổi - - họ đã xây dựng một số bộ xử lý logic đơn giản để điều khiển mọi yếu tố dữ liệu giữa đường, và sử dụng một đơn giản của tập lệnh để kiểm soát đường dẫn dữ liệu logic.Nó được gọi là vi chương trình thực hiện.Trong hệ thống các vi xử lý, bộ nhớ chính có sẵn (thường là ROM) chứa với ngôn ngữ máy chỉ thị hướng dẫn một nhóm tương ứng.Khi một ngôn ngữ máy hướng dẫn tới bộ xử lý trung tâm, nên xử lý thực hiện chỉ thị tương ứng với series.Bởi vì chỉ có thể đạt được tốc độ cao gấp 10 lần từ một nơi ROM hơn bộ nhớ chính, nhà thiết kế bắt đầu đưa nhiều lệnh có thể.Trên thực tế, một số bộ xử lý có thể tùy chỉnh với lệnh sẽ thay thế thông thường, nhưng trong một số ứng dụng chậm lại.Cũng có một vài lợi thế thực sự, một thực hiện:Vì bộ nhớ có thể nhanh hơn bộ nhớ nhiều hơn, một tập lệnh có thể thực hiện ở vi không đầy đủ cứng trong một kết nối thực hiện bị mất tốc độ.Chip mới dễ dàng hơn thực hiện, cần ít transistor hơn đạt được cùng một tập lệnh với lý chuyên dụng, và...Vi điều khiển chương trình thiết kế có thể được sửa đổi để xử lý nhanh tập lệnh mới.Sử dụng tập lệnh, IBM 360 series có thể cung cấp cùng một mô hình lập trình trong một loạt các cấu hình phần cứng khác nhau.Một số máy đã tiến hành tính toán tối ưu hóa, khoa học, và những tính toán tối ưu hóa thương mại đã tiến hành.Tuy nhiên, do chúng chia sẻ cùng một tập lệnh, chương trình có thể được biên dịch lại từ máy móc không có (nhưng có thể tăng hay giảm bớt phụ thuộc vào các tính năng phần cứng).Sự mềm dẻo và sức mạnh để cần một thời gian dài xây dựng tính cách mới của nhóm.CISC triết học 2: xây dựng "giàu có" của tập lệnhMột thiết kế sử dụng chương trình vi hậu quả là, nhà thiết kế có thể xây dựng thêm nhiều chức năng, mọi mệnh lệnh.Không chỉ giảm. Thực hiện chương trình hướng dẫn cần thiết cho tổng số, do đó hiệu quả hơn đất đã sử dụng bộ nhớ chính còn chậm, và cho hợp ngữ lập trình đơn giản. Cuộc sống của hơn.Rất nhanh, các nhà thiết kế đã được cải thiện họ tập lệnh, mục tiêu cụ thể hợp ngữ lập trình viên.Những chức năng tăng cường xử lý đặc biệt bao gồm chuỗi hoạt động tuần hoàn, cấu trúc, và giải quyết chế độ đặc biệt thông qua bảng chỉ mục trong bộ nhớ.Ví dụ:ABCD số thập phân, và mở rộng thêm.ADDA thêm địa chỉ.Addx thêm phần mở rộngASL toán học. Sang bên tráiSo sánh với hoạt động trao đổi sốHệ thập phân và 16 Nak mở rộngĐộ lý XOR ngay lập tứcKiểm tra hoạt động và thiết lập