Набор от инструкции

Набор от инструкции е наборът от основни инструкции, предназначени за процесора. Тя е компонента на микроархитектурата^[1].

Тази статия е за архитектурата на процесора. За стандарта за шина вижте Industry Standard Architecture, ISA.

---

Архитектура на набор от инструкции (на английски: instruction set architecture, ISA) е частта от микроархитектурата, свързана с програмируемата част на основните функционални блокове (ядрото) на микропроцесора. На това ниво на проектиране се определят инструкциите от ниско ниво, свързани с това как да бъдат реализирани:

• архитектурата на паметта,
• взаимодействието с периферните устройства,
• методите на адресация на паметта,
• регистрите на процесора,
• машинните команди,
• различните типове вътрешни данни (например, с плаваща запетая, цяло число и др.),
• обработката на прекъсванията и извънредните състояния.

История

Исторически първите два подхода са намален брой инструкции за изчисление или РИСК архитектура (на английски: reduced, RISC) и набор от сложни инструкции за изчисления или ЦИСК архитектура (на английски: complex, CISC), като предимствата на всеки са обширно дискутирани.

CISC

В ранната история на развитието на компютрите няма компилатори и програмите е трябвало да бъдат писани на ръка, като инструкциите следват една след друга. С нарастването на броя на инструкциите и с усложняването им, както и на броя на комбинациите с тях (например извършване на цикъл) се получава така, че хардуерът се използва неефективно поради големия набор от инструкции и голямата им дължина. Затова CISC архитектурата е по-рядко използвана в днешно време.

Примери за CISC архитектури са Motorola 68k и Intel x86.

RISC

RISC е създадена в края на 1970-те от IBM, след като се установява, че повечето програми не използват пълноценно възможностите за адресиране. Като се намали броя на начините на адресиране и като се раздробят инструкциите с много цикли на много на брой инструкции с един цикъл се реализират следните предимства^[1]:

• по-лесно се пише и оптимизира компилатор
• програмите с прости операции се изпълняват по-ефективно
• може да се увеличи тактовата честота, защото минималното време за цикъл се определя от най-дълго изпълняваната инструкция

Примери за RISC архитектури са PowerPC, ARM, MIPS и SPARC.