Procesadores Risc y Cisc

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Procesadores Risc y Cisc

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN, HUMANAS Y TECNOLOGÍAS ESCUELA DE INFORMÁTICA APLICADA A LA EDUCACIÓN ARQUITECTURA Y MANTENIMIENTO DE COMPUTAORAS PROCESADORES RISC Y CISC NOMBRE: FRANKLIN CAMPOVERDE SEMESTRE: 5to “B”
  2. 2. PROCESADOR RISC En la arquitectura computacional, RISC (del inglés reduced instruction set computer) es un tipo de microprocesador con las siguientes características fundamentales.  Modelo de conjunto de instrucciones Load/Store (Cargar/Almacenar). Sólo las instrucciones Load/Store acceden a memoria; las demás operaciones en un RISC, tienen lugar en su gran conjunto de registros. Ello simplifica el direccionamiento y acorta los tiempos de los ciclos de la CPU, y además facilita la gestión de los fallos de páginas en entornos de memoria virtual. Además, permite un elevado nivel de concurrencia a consecuencia de la independencia de las operaciones de Load/Store de la ejecución del resto de las instrucciones.  Arquitectura no destructiva de tres direcciones. Los procesadores CISC destruyen la información que existe en alguno de los registros, como consecuencia de la ejecución normal de instrucciones; esto es debido a su arquitectura de dos direcciones, por la cual el resultado de una operación sobrescribe uno de los registros que contenía a los operandos. Por contrario, las instrucciones RISC, con tres direcciones, contienen los campos de los dos operandos y de su resultado. Por lo tanto, tanto los operandos origen como el destino, son mantenidos en los registros tras haber sido completada la operación. Esta arquitectura "no destructiva" permite a los compiladores organizar las instrucciones de modo que mantengan llenos los conductos (pipelines) del chip, y por tanto reutilizar los operandos optimizando la concurrencia.  Instrucciones simples, de formato fijo, con pocos modos de direccionamiento. Las instrucciones simples reducen de manera muy significativa el esfuerzo para su descodificación, y favorecen su ejecución en pipelines. Las instrucciones de longitud fija, con formatos fijos, implican que los campos de códigos de operación (opcodes) y de los operandos están siempre codificados en las mismas posiciones, permitiendo el acceso a los registros al mismo tiempo que se está descodificando el código de operación.  Ausencia de microcódigo. El microcódigo no se presta a la ejecución en ciclos únicos, ya que requiere que el hardware sea dedicado a su interpretación dinámica. La programación en microcódigo no hace que el software sea más rápido que el programado con un conjunto de instrucciones simples. Todas las funciones y el control, en los procesadores RISC, están "cableados" (hardwired), para lograr una máxima velocidad y eficiencia.  Ejecución en ciclos únicos (single-cycle). El resultado directo de los conjuntos de instrucciones que ofrecen los procesadores RISC, es que cada instrucción puede ser ejecutada en un único ciclo de la CPU. Esto invalida la creencia de que las microinstrucciones en microcódigo, creadas para ser ejecutadas en un solo ciclo de procesador, son más rápidas que las instrucciones del lenguaje ensamblador. La ejecución en ciclos únicos también simplifica la gestión de las interrupciones y los conductos (pipelines).
  3. 3. Ventajas de RISC    La CPU trabaja más rápido al utilizar menos ciclos de reloj para ejecutar instrucciones. Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en RAM. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus operaciones en memoria los dos operandos y su resultado, reduciendo la ejecución de nuevas operaciones. Cada instrucción puede ser ejecutada en un solo ciclo del CPU DESVENTAJAS DE RISC.     Excesiva dependencia en la efectividad del compilador. La depuración de los programas se hace difícil por la programación de instrucciones. Se incrementa el tamaño del código de lenguaje maquina. Necesidad de memoria rápida. PROCESADOR CISC En la arquitectura computacional, CISC (complex instruction set computer) es un modelo de arquitectura de computadora. Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos, en contraposición a la arquitectura RISC. Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que, en la actualidad, la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones. CARACTERISTICAS DE CISC.  Instrucciones de longitud variable La longitud de la instrucción depende del modo de direccionamiento usado en los operandos Las instrucciones requieren múltiples ciclos de reloj para ejecutar.  Antes de que una instrucción pueda ser ejecutada los operandos deben ser buscados desde diferentes ubicaciones en memoria.  Predominan las instrucciones con dos operandos.  Los CISC soportan cero, uno o más operandos.  Variedad del direccionamiento de operandos.  Registro a registro, registro a memoria y memoria a registro.  Múltiples modos de direccionamiento.  Alguno de los direccionamientos soportados son el directo de memoria, indirecto de memoria y el indexado a través de registros. Ventajas de CISC     Reduce la dificultad de crear compiladores. Permite reducir el costo total del sistema. Reduce los costos de creación de software. Mejora la compactación de código.
  4. 4.  Facilita la depuración de errores. Desventajas De CISC  La complejidad del conjunto de instrucciones crece.  Las instrucciones de longitud variable reducen el rendimiento del sistema.  Inclusión de instrucciones que raramente se usan.

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