计算器是一个典型的大规模数字集成电路,它是一个完整的数字系统,在其内部集成了大量的数字电路模块,而这些模块集中在一块芯片上,构成了一个微处理器系统,也就是指令系统。那么,你知道指令系统是干嘛的吗?架构有哪些呢?本文将具体梳理。
1.指令系统
一台计算机所能识别并执行的全部指令的集合。一条指令是由一组二进制代码定义的、中央处理器(CPU)直接执行的一个命令字,是机器级语言的基本语句,也是可执行程序的一个基本操作步。指令系统是计算机系统性能的重要表征,也是计算机系统结构的重要组成部分。简单来说,指令系统是指,微处理器所能执行的全部指令的总和,它描述了微处理器内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。
2.指令系统架构有哪些
(1)x86
架构特征:1、指令系统庞大,功能复杂,寻址方式多,且长度可变,有多种格式 2、各种指令均可访问内存数据 3、一部分指令需多个机器周期完成
4、复杂指令采用微程序实现 5、系统兼容能力较强。
架构优势:x86 架构兼容性强,配套软件及开发工具相对成熟,且 x86
架构功能强大,高效使用主存储器,因此在处理复杂指令和商业计算的运用方面有较大优势。
主要应用领域或使用场景:服务器、工作站和个人计算机等。
(2)ARM
架构特征:1、指令长度固定,易于译码执行 2、大部分指令可以条件式地执行,降低在分支时产生的开销,弥补分支预测器的不足
3、算数指令只会在要求时更改条件编码。
架构优势:ARM结构具有低功耗、小体积的特点,聚焦移动端市场,在消费类电子产品中具有优势。
主要应用领域或使用场景:智能手机、平板电脑、工业控制、网络应用、消费类电子产品等。
(3)MIPS
架构特征:1、采用 32 位寄存器 2、大多数指令在一个周期内执行 3、所有指令都是 32 位,且采用定长编码的指令集和流水线模式执行指令
4、具有高性能高速缓存能力,且内存管理方案相对灵活。
架构优势:MIPS 结构设计简单、功耗较低,在嵌入式应用场景具有优势。
主要应用领域或使用场景:桌面终端、工业、汽车、消费电子系统和无线电通信等专用设备等。
(4)Alpha
架构特征:1、采用 32 位定长指令集,使用低字节寄存器占用低内存地址线 2、分支指令无延迟槽,使用无条件分支码寄存器。
架构优势:Alpha 结构简单,易于实现超标量和高主频计算。
主要应用领域或使用场景:嵌入式设备、服务器等。
以上梳理了指令系统的定义及架构,希望对你有所帮助,如果你想了解更多相关内容,敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。
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