電路指令集

⑴ 什麼叫指令集

指令集，也稱為復雜指令集，英文名是CISC，（Complex Instruction Set Computer的縮寫）。在CISC微處理器中，程序的各條指令是按順序串列執行的，每條指令中的各個操作也是按順序串列執行的。順序執行的優點是控制簡單，但計算機各部分的利用率不高，執行速度慢。其實它是英特爾生產的x86系列（也就是IA-32架構）CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。即使是現在新起的X86-64（也被成AMD64）都是屬於CISC的范疇。

要知道什麼是指令集還要從當今的X86架構的CPU說起。X86指令集是Intel為其第一塊16位CPU(i8086)專門開發的，IBM1981年推出的世界第一台PC機中的CPU—i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令，同時電腦中為提高浮點數據處理能力而增加了X87晶元，以後就將X86指令集和X87指令集統稱為X86指令集。

雖然隨著CPU技術的不斷發展，Intel陸續研製出更新型的i80386、i80486直到過去的PII至強、PIII至強、Pentium 3，最後到今天的Pentium 4系列、至強（不包括至強Nocona），但為了保證電腦能繼續運行以往開發的各類應用程序以保護和繼承豐富的軟體資源，所以Intel公司所生產的所有CPU仍然繼續使用X86指令集，所以它的CPU仍屬於X86系列。由於Intel X86系列及其兼容CPU（如AMD Athlon MP、）都使用X86指令集，所以就形成了今天龐大的X86系列及兼容CPU陣容。x86CPU目前主要有intel的伺服器CPU和AMD的伺服器CPU兩類。

（2）RISC指令集

RISC是英文「Reced Instruction Set Computing 」 的縮寫，中文意思是「精簡指令集」。它是在CISC指令系統基礎上發展起來的，有人對CISC機進行測試表明，各種指令的使用頻度相當懸殊，最常使用的是一些比較簡單的指令，它們僅占指令總數的20％，但在程序中出現的頻度卻佔80％。復雜的指令系統必然增加微處理器的復雜性，使處理器的研製時間長，成本高。並且復雜指令需要復雜的操作，必然會降低計算機的速度。基於上述原因，20世紀80年代RISC型CPU誕生了，相對於CISC型CPU ，RISC型CPU不僅精簡了指令系統，還採用了一種叫做「超標量和超流水線結構」，大大增加了並行處理能力。RISC指令集是高性能CPU的發展方向。它與傳統的CISC(復雜指令集)相對。相比而言，RISC的指令格式統一，種類比較少，定址方式也比復雜指令集少。當然處理速度就提高很多了。目前在中高檔伺服器中普遍採用這一指令系統的CPU，特別是高檔伺服器全都採用RISC指令系統的CPU。RISC指令系統更加適合高檔伺服器的操作系統UNIX，現在Linux也屬於類似UNIX的操作系統。RISC型CPU與Intel和AMD的CPU在軟體和硬體上都不兼容。

目前，在中高檔伺服器中採用RISC指令的CPU主要有以下幾類:PowerPC處理器、SPARC處理器、PA-RISC處理器、MIPS處理器、Alpha處理器。

（3）IA-64

EPIC（Explicitly Parallel Instruction Computers，精確並行指令計算機）是否是RISC和CISC體系的繼承者的爭論已經有很多，單以EPIC體系來說，它更像Intel的處理器邁向RISC體系的重要步驟。從理論上說，EPIC體系設計的CPU，在相同的主機配置下，處理Windows的應用軟體比基於Unix下的應用軟體要好得多。

Intel採用EPIC技術的伺服器CPU是安騰Itanium（開發代號即Merced）。它是64位處理器，也是IA－64系列中的第一款。微軟也已開發了代號為Win64的操作系統，在軟體上加以支持。在Intel採用了X86指令集之後，它又轉而尋求更先進的64-bit微處理器，Intel這樣做的原因是，它們想擺脫容量巨大的x86架構，從而引入精力充沛而又功能強大的指令集，於是採用EPIC指令集的IA-64架構便誕生了。IA-64 在很多方面來說，都比x86有了長足的進步。突破了傳統IA32架構的許多限制，在數據的處理能力，系統的穩定性、安全性、可用性、可觀理性等方面獲得了突破性的提高。

IA-64微處理器最大的缺陷是它們缺乏與x86的兼容，而Intel為了IA-64處理器能夠更好地運行兩個朝代的軟體，它在IA-64處理器上（Itanium、Itanium2 )引入了x86-to-IA-64的解碼器，這樣就能夠把x86指令翻譯為IA-64指令。這個解碼器並不是最有效率的解碼器，也不是運行x86代碼的最好途徑（最好的途徑是直接在x86處理器上運行x86代碼），因此Itanium 和Itanium2在運行x86應用程序時候的性能非常糟糕。這也成為X86-64產生的根本原因。

作者: 菜鴨 2006-2-5 15:04 回復此發言

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2 什麼叫指令集《新鳥老鳥一起來》

（4）X86-64 （AMD64 / EM64T）

AMD公司設計，可以在同一時間內處理64位的整數運算，並兼容於X86-32架構。其中支持64位邏輯定址，同時提供轉換為32位定址選項；但數據操作指令默認為32位和8位，提供轉換成64位和16位的選項；支持常規用途寄存器，如果是32位運算操作，就要將結果擴展成完整的64位。這樣，指令中有「直接執行」和「轉換執行」的區別，其指令欄位是8位或32位，可以避免欄位過長。

x86-64（也叫AMD64）的產生也並非空穴來風，x86處理器的32bit定址空間限制在4GB內存，而IA-64的處理器又不能兼容x86。AMD充分考慮顧客的需求，加強x86指令集的功能，使這套指令集可同時支持64位的運算模式，因此AMD把它們的結構稱之為x86-64。在技術上AMD在x86-64架構中為了進行64位運算，AMD為其引入了新增了R8-R15通用寄存器作為原有X86處理器寄存器的擴充，但在而在32位環境下並不完全使用到這些寄存器。原來的寄存器諸如EAX、EBX也由32位擴張至64位。在SSE單元中新加入了8個新寄存器以提供對SSE2的支持。寄存器數量的增加將帶來性能的提升。與此同時，為了同時支持32和64位代碼及寄存器，x86-64架構允許處理器工作在以下兩種模式:Long Mode(長模式)和Legacy Mode(遺傳模式)，Long模式又分為兩種子模式(64bit模式和Compatibility mode兼容模式)。該標准已經被引進在AMD伺服器處理器中的Opteron處理器。

而今年也推出了支持64位的EM64T技術，再還沒被正式命為EM64T之前是IA32E，這是英特爾64位擴展技術的名字，用來區別X86指令集。Intel的EM64T支持64位sub-mode，和AMD的X86-64技術類似，採用64位的線性平面定址，加入8個新的通用寄存器（GPRs），還增加8個寄存器支持SSE指令。與AMD相類似，Intel的64位技術將兼容IA32和IA32E，只有在運行64位操作系統下的時候，才將會採用IA32E。IA32E將由2個sub-mode組成:64位sub-mode和32位sub-mode，同AMD64一樣是向下兼容的。Intel的EM64T將完全兼容AMD的X86-64技術。現在Nocona處理器已經加入了一些64位技術，Intel的Pentium 4E處理器也支持64位技術。

應該說，這兩者都是兼容x86指令集的64位微處理器架構，但EM64T與AMD64還是有一些不一樣的地方，AMD64處理器中的NX位在Intel的處理器中將沒有提供。

⑵ 請問指令集都是邏輯電路嗎

指令集就像是一個密碼本，記錄著機器碼對應的動作、意義。對應著該功能的執行電路。

⑶ 什麼是指令集架構

指令集架構就是設計了一堆指令（數據處理和存儲操作、算術和邏輯操作以及控制流操作等，具體的就是一段一段的機器二進制編碼）。由於整個計算機系統是硬體和軟體的集合，最後指令的具體執行就是在計算機硬體（主要是CPU）上的二進制機器碼對應著的高電平與低電平的變化。假設加指令對應著二進制機器碼：10010010. 在設計完指令集架構之後，還得去具體地去實現該指令集。具體的實現就是怎麼去設計CPU裡面的硬體電路啥的使得CPU收到這一串二進制機器碼之後就做出指令集架構規定的加指令相應的操作並得到對應的結果。指令集的硬體實現就是微架構。處理器架構和CPU架構是一個比較模糊的概念，它們同時包含了指令集架構和微架構的內容。
對於同一個指令集架構可以有不同的微架構，比如 Intel Pentium和Advanced Micro Devices Athlon 都採用的是x86指令集，但是它們的微架構卻完全不同。不同的微架構可能是考慮到了性能、物理尺寸以及成本多方面的問題
指令集架構是計算機的一種抽象模型。指令集架構是具體硬體和軟體之間的介面。針對同一指令集架構編寫的軟體可以運行在採用該指令集架構而微架構不同的機器上。由於指令集架構中的指令較多，如果直接使用機器碼（也就是指令對應的二進制碼）來編寫軟體會比較困難。這樣就出現了如c++等高級語言，經過高級語言編寫完程序之後再經過編譯器軟體將高級語言編譯成對應的機器碼就可以在機器上執行了，因為實際的硬體只認識機器碼。

⑷ 請問指令集是什麼是CPU矽片上面那些邏輯電路呢還是是CPU矽片上有個小小的「操作系統」所提供的API

【CPU指令】CPU支持很多指令,每個指令就是一個功能,也可以理解成一個函數,編程者按照指定的格式和編碼編寫出來的代碼就是一條又一條指令的組合,CPU就按順序一條一條地執行。【指令集】指令集就是指令的集合,當然這不是隨意的一個集合,一般按功能類型、CPU世代等區分。某個指令集包含的指令數量一般是固定的。常見有x86指令集、x86-64指令集、MMX指令集、SSE系列指令集,一款CPU要支持指令集中所有指令才算是支持這個指令集。例如MMX指令集有57條指令,Intel和AMD的CPU都支持。也有一些指令集是指定的CPU才支持的,例如最新的AVX2指令集,只有Intel Haswell(Core第四代)才支持,而3DNow.指令集則是AMD的CPU才支持,所以在指令層面上,編程者還得根據不同CPU寫不同的代碼,不過高級語言一般都具備自動編譯出優化代碼的功能。無論指令或是指令集都是邏輯層面的概念,與CPU物理無直接關系,不同CPU對同一組指令可能有不同的實現方式。所以相同的指令,某些CPU可能執行比較快,只需要較少的時鍾周期就能完成,另外一些CPU則需要較多的時鍾周期,所以CPU頻率不是影響性能的唯一因素,設計良好的CPU可在更低的頻率下執行更多的指令。

⑸ 計算機指令集怎麼變成邏輯電路

一個完整的計算機系統包括硬體系統和軟體系統兩大部分。計算機硬體系統是指構成計算機的所有實體部件的集合，通常這些部件由電路（電

⑹ 計算機的指令集是通過什麼實現的電路嗎

cpu通過控制轉化為電流信號

(1)X86指令集
要知道什麼是指令集還要從當今的X86架構的CPU說起。X86指令集是Intel為其第一塊16位CPU(i8086)專門開發的，IBM1981年推出的世界第一台PC機中的CPU—i8088(i8086簡化版)使用的也是X86指令，同時電腦中為提高浮點數據處理能力而增加的X87晶元系列數學協處理器則另外使用X87指令，以後就將X86指令集和X87指令集統稱為X86指令集。雖然隨著CPU技術的不斷發展，Intel陸續研製出更新型的i80386、i80486直到今天，但為了保證電腦能繼續運行以往開發的各類應用程序以保護和繼承豐富的軟體資源，所以Intel公司所生產的所有CPU仍然繼續使用X86指令集，所以它的CPU仍屬於X86系列。由於Intel
X86系列及其兼容CPU都使用X86指令集，所以就形成了今天龐大的X86系列及兼容CPU陣容。
(2)RISC指令集
RISC指令集是以後高性能CPU的發展方向。它與傳統的CISC(復雜指令集)相對。相比而言，RISC的指令格式統一，種類比較少，定址方式也比復雜指令集少。目前使用RISC指令集的體系結構主要有ARM、MIPS。

⑺ CPU的指令集怎麼寫入處理器的指令集算是軟體類的還是邏輯電路形成的 追加!

指令集不是寫入CPU的，指令集是CPU體系結構設計的一個重要方面。
CPU依靠指令來計算和控制系統，每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。這些指令系統就稱為指令集，指令的強弱也是CPU的重要指標，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。
也就是說指令集是和CPU同時誕生的，而不是後來寫入的。每一種CPU都有對應的指令集，指令集反映了CPU的處理能力和方式，體現編程者可以使用的指令和編程規則 所以也可以看出，指令集是軟體和邏輯電路共同的完美產物。

⑻ 指令集是什麼

每一種處理器都有自己可以識別的一整套指令，稱為指令集。

一個 JVM 指令由兩部分組成，第一部分是一個位元組（one-byte）的操作碼，第二部分是 0 個或多個提供參數或數據的操作數，許多指令都只有第一部分。

JVM 指令集中的大部分指令編碼與它們執行的操作數據類型有關，如：iload指令讀取局部變數的int值並壓入操作數棧中。fload指令對float類型做了同樣的動作。兩個指令實現了同樣的功能，但是操作碼卻不同。

(8)電路指令集擴展閱讀：

CPU指令集的作用：

我們通常會把CPU的擴展指令集稱為「CPU的指令集」。CPU依靠指令來計算和控制系統，每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。

從現階段的主流體系結構講，指令集可分為復雜指令集和精簡指令集兩部分，而從具體運用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）和AMD的3DNow！等都是CPU的擴展指令集，分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。

⑼ cpu指令集是邏輯電路還是程序

指令集是CPU體系結構設計的一個重要方面：CPU依靠指令來計算和控制系統，每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。這些指令系統就稱為指令集，指令的強弱也是CPU的重要指標，指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。
也就是說指令集是和CPU同時誕生的，並不是後來寫入的。每一種CPU都有對應的指令集，指令集反映了CPU的處理能力和方式，體現編程者可以使用的指令和編程規則 所以也可以看出，指令集是軟體和邏輯電路共同的完美產物。