软考高级架构师：CISC （复杂指令集计算机） 和 RISC （精简指令集计算机）概念和例题

作者：明明如月学长， CSDN 博客专家，大厂高级 Java 工程师，《性能优化方法论》作者、《解锁大厂思维：剖析《阿里巴巴Java开发手册》》、《再学经典：《Effective Java》独家解析》专栏作者。

一、AI 讲解

CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）是两种指令集架构（ISA），它们在设计理念、指令的复杂性、寻址方式和实现方式上有显著区别。

CISC（复杂指令集计算机）

• 设计理念：CISC旨在通过一条指令完成复杂操作，减少程序中指令的数量，以此减少程序的大小和执行指令的次数，理论上提高效率。
• 指令复杂性：具有大量的指令和多样的指令格式，单条指令可以执行较为复杂的操作，如内存访问、算术运算等。
• 寻址方式：支持多种寻址方式，以适应其复杂的指令集。
• 实现方式：由于指令的复杂性，硬件实现相对复杂，指令执行时间不一，需要更复杂的控制逻辑。

RISC（精简指令集计算机）

• 设计理念：RISC设计旨在使用更简单的指令集，每条指令尽量在一个时钟周期内完成，简化硬件实现，提高指令执行的速度和效率。
• 指令复杂性：指令数目较少，格式统一，每条指令执行的操作简单，如仅限于数据传输、算术逻辑操作等。
• 寻址方式：寻址方式较少，主要支持简单的寻址模式，以保持指令解码的简单性和执行的高效性。
• 实现方式：硬件实现相对简单，指令执行时间更加统一，使得流水线和其他优化技术的应用更为有效。

CISC与RISC的异同

下表总结了CISC和RISC在指令、寻址方式和实现方式上的主要异同：

二、AI 出题

（1）题目

1. 下列关于CISC和RISC的描述中，哪项是错误的？ A. CISC设计理念是减少指令数量和程序大小 B. RISC指令多样，执行复杂操作 C. RISC旨在简化指令集，提高指令执行速度 D. CISC支持多种寻址方式
2. RISC架构的特点不包括下面哪项？ A. 指令数目较少 B. 执行指令需要多个时钟周期 C. 指令格式统一 D. 寻址方式简单
3. 在CISC架构中，指令执行的特点是什么？ A. 所有指令在一个时钟周期内完成 B. 指令执行时间可能不同 C. 仅支持简单寻址方式 D. 不支持复杂操作的指令
4. 哪一项不是RISC设计目标？ A. 提高程序的可读性 B. 硬件实现的简化 C. 指令执行速度的提高 D. 指令集的精简
5. CISC架构的硬件实现相比于RISC架构，有何特点？ A. 更简单 B. 更复杂 C. 更便宜 D. 执行效率更高
6. 下列哪项是CISC架构的优点？ A. 执行指令速度更快 B. 程序占用空间小 C. 硬件设计更简单 D. 指令集更精简
7. RISC架构的一个主要特征是什么？ A. 复杂的寻址方式 B. 统一的指令格式 C. 大量的指令集 D. 指令在多个时钟周期内完成
8. 在CISC架构中，为何指令执行时间可能不同？ A. 因为所有指令都很简单 B. 指令依赖于外部存储速度 C. 指令复杂性不同，有的指令执行更多的操作 D. 所有指令都在一个时钟周期内完成
9. RISC架构的硬件优化技术不包括下面哪项？ A. 流水线技术 B. 复杂的指令译码器 C. 指令缓存 D. 寄存器到寄存器的操作
10. CISC架构设计的初衷是什么？ A. 提高指令的执行速度 B. 简化硬件设计 C. 减少程序的大小和执行的指令次数 D. 增

加指令的数量和复杂性

（2）答案和解析

1. 答案：B。RISC的特点是指令少且简单，不执行复杂操作，所以B项描述错误。
2. 答案：B。RISC架构的指令大多在一个时钟周期内完成，B项与RISC设计理念相反。
3. 答案：B。CISC架构中，由于指令复杂，执行时间可能不同，所以B项正确。
4. 答案：A。RISC设计目标是简化硬件实现、提高指令执行速度和精简指令集，提高程序的可读性不是RISC设计的直接目标。
5. 答案：B。CISC架构的硬件实现相比RISC更复杂，因为它需要支持更复杂的指令和寻址方式。
6. 答案：B。CISC的优点之一是程序占用空间小，因为其设计理念是通过复杂的指令减少程序中指令的数量。
7. 答案：B。RISC的一个主要特征是统一的指令格式，使得硬件实现更简单，指令解码和执行更高效。
8. 答案：C。CISC架构中指令执行时间可能不同，主要是因为指令复杂性不同，C项正确描述了这一点。
9. 答案：B。RISC架构通过简化指令集减少指令译码的复杂性，B项提到的“复杂的指令译码器”与RISC设计理念不符。
10. 答案：C。CISC架构设计的初衷是通过复杂的指令减少程序的大小和执行的指令次数，从而理论上提高执行效率，C项正确。

三、真题