范文一:cisc和risc比较
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RISCCISC 与比较
RISC的设计重点在于降低由硬件执行指令的复杂度,因为软件比硬件容易提供更大的灵活性和更高的智能,因此RISC设计对编译器有更高的要求;CISC的设计则更侧重于硬件执行指令的功能,使CISC的指令变得很复杂。总之RISC对编译器的要求高,CISC强调硬件的复杂性,CPU的实现更复杂。
RISC设计思想准则:
1( 指令集----RISC处理器减少指令集的种类,通常一个周期一条指令,也就是说指令的周期是固定的,编译器或程序员通过几条指令完成一个复杂的操作;CISC的指令长度通常不固定。
2( 流水线----流水线的本质就是CPU并行运行,只是并行运行不像FPGA中的那么直接,它只是把一条指令分成几个更小的执行单元;CISC指令的执行需要调用一个微程序,明显没有RISC的指令吞吐量大。
3( 寄存器----RISC的寄存器拥有更多的通用寄存器,寄存器操作较多,例如ARM具有27个寄存器,CISC的寄存器都是用于特定目的的。
4( Load-store结构----处理器只处理寄存器中的数据,这是因为访问存储器很耗时,同时对外部存储器的读写会影响其寿命;CISC能够在存储器中直接运行
5( 寻址方式简化,不像CISC那样的复杂众多的寻址方式
一、背景知识
指令的强弱是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两部分。相应的,微处理随着微指令的复杂度也可分为CISC及RISC这两类。
CISC是一种为了便于编程和提高记忆体访问效率的晶片设计体系。在20世纪90年代中期之前,大多数的微处理器都采用CISC体系——包括Intel的80x86和Motorola的68K系列等。 即通常所说的X86架构就是属于CISC体系的。 RISC是为了提高处理器运行的速度而设计的晶片体系。它的关键技术在于流水线操作(Pipelining):在一个时钟周期里完成多条指令。而超流水线以及超标量技术已普遍在晶片设计中使用。RISC体系多用于非x86阵营高性能微处理器CPU。像HOLTEK MCU系列等。 ARM ( Advanced RISC Machines ),既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。而ARM体系结构目前被公认为是业界领先的32 位嵌入式RISC 微处理器结构。 所有ARM处理器共享这一体系结构。 因此我们可以从其所属体系比较入手,来进行X86指令集与ARM指令集的比较。
二、CISC和RISC的比较
(一)CISC
1(CISC体系的指令特征 使用微代码。指令集可以直接在微代码记忆体(比主记忆体的速度快很多)里执行,新设计的处理器,只需增加较少的电晶体就可以执行同样的指令集,也可以很快地编写新的指令集程式。 庞大的指令集。可以减少编程所需要的代码行数,减轻程式师的负担。高阶语言对应的指令集:包括双运算元格式、寄存器到寄存器、寄存器到记忆体以及记忆体到寄存器的指令。
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2(CISC体系的优缺点 优点:能够有效缩短新指令的微代码设计时间,允许设计师实现CISC体系机器的向上相容。新的系统可以使用一个包含早期系统的指令超集合,也就可以使用较早电脑上使用的相同软体。另外微程式指令的格式与高阶语言相匹配,因而编译器并不一定要重新编写。 缺点:指令集以及晶片的设计比上一代产品更复杂,不同的指令,需要不同的时钟周期来完成,执行较慢的指令,将影响整台机器的执行效率。
(二)RISC
1(RISC体系的指令特征 精简指令集:包含了简单、基本的指令,透过这些简单、基本的指令,就可以组合成复杂指令。 同样长度的指令:每条指令的长度都是相同的,可以在一个单独操作里完成。 单机器周期指令:大多数的指令都可以在一个机器周期里完成,并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。
2(RISC体系的优缺点 优点:在使用相同的晶片技术和相同运行时钟下,RISC系统的运行速度将是CISC的2,4倍。由于RISC处理器的指令集是精简的,它的记忆体管理单元、浮点单元等都能设计在同一块晶片上。RISC处理器比相对应的CISC处理器设计更简单,所需要的时间将变得更短,并可以比CISC处理器应用更多先进的技术,开发更快的下一代处理器。 缺点:多指令的操作使得程式开发者必须小心地选用合适的编译器,而且编写的代码量会变得非常大。另外就是RISC体系的处理器需要更快记忆体,这通常都集成于处理器内部,就是L1 Cache(一级缓存)。
综合上面所述,若要再进一步比较CISC与RISC之差异,可以由以下几点来进行分析:
1、指令的形成 CISC因指令复杂,故采微指令码控制单元的设计,而RISC的指令90%是由硬体直接完成,只有10%的指令是由软体以组合的方式完成,因此指令执行时间上RISC较短,但RISC所须ROM空间相对的比较大,至于RAM使用大小应该与程序的应用比较有关系。
2、定址模式 CISC的需要较多的定址模式,而RISC只有少数的定址模式,因此CPU在计算记忆体有效位址时,CISC占用的汇流排周期较多。
3、指令周期 CISC指令的格式长短不一,执行时的周期次数也不统一,而RISC结构刚好相反,故适合采用管线处理架构的设计,进而可以达到平均一周期完成一指令的方向努力。显然的,在设计上RISC较CISC简单,同时因为CISC的执行步骤过多,闲置的单元电路等待时间增长,不利于平行处理的设计,所以就效能而言RISC较CISC还是站了上风,但RISC因指令精简化后造成应用程式码变大,需要较大的程式记忆体空间,且存在指令种类较多等等的缺点。
4(大量使用寄存器
三、小结
因此,大量的复杂指令、可变的指令长度、多种的寻址方式这些CISC的特点,也是CISC的缺点,因为这些都大大增加了解码的难度,而在现在的高速硬件发展下,复杂指令所带来的速度提升早已不及在解码上浪费点的时间。除了个人PC市场还在用X86指令集外,服务器以及更大的系统都早已不用CISC了。x86仍然存在的理由就是为了兼容大量的x86平台上的软件,同时,它的体系结构组成的实现不太困难。 而RISC体系的ARM指令最大特点是指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少,大多数是简单指令且都能在一个时钟周期内完成,易于设计超标量与流水线,寄存器数量多,大量操作在寄存器之间进行。优点是不言而喻的,因此,ARM处理器才成为是当前最流行的处理器系列,是几种主流的嵌入式处理体系结构之一。 RISC目前正如日中天,Intel似乎也将最终抛弃x86而转向RISC
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结构。 而实际上,随着RISC处理器在嵌入式领域中大放异彩,传统的X86系列CISC处
理器在Intel公司的积极改进下也克服了功耗过高的问题,成为一些高性能嵌入式设备的最
佳选择,发展到今天,CISC与RISC之间的界限已经不再是那么泾渭分明,RISC自身的设
计正在变得越来越复杂(当然并不是完全依着CISC的思路变复杂),因为所有实际使用的
CPU都需要不断提高性能,所以在体系结构中加入新特点就在所难免。另一方面,原来被
认为是CISC体系结构的处理器也吸收了许多RISC的优点,比如Pentium处理器在内部的
实现中也是采用的RISC的架构,复杂的指令在内部由微码分解为多条精简指令来运行,但
是对于处理器外部来说,为了保持兼容性还是以CISC风格的指令集展示出来。
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范文二:risc与cisc
RISC 与 CISC 比较 收藏
RISC 的设计重点在于降低由硬件执行指令的复杂度,因为软件比硬件容易提供更大的灵活 性和更高的智能,因此 RISC 设计对编译器有更高的要求; CISC 的设计则更侧重于硬件执行指 令的功能, 使 CISC 的指令变得很复杂。 总之 RISC 对编译器的要求高, CISC 强调硬件的复杂性, CPU 的实现更复杂。
RISC 设计思想准则:
1. 指令集 ----RISC 处理器减少指令集的种类,通常一个周期一条指令,也就是说指令的 周期是固定的,编译器或程序员通过几条指令完成一个复杂的操作; CISC 的指令长度通常不固 定。
2. 流水线 ----流水线的本质就是 CPU 并行运行,只是并行运行不像 FPGA 中的那么直接, 它只是把一条指令分成几个更小的执行单元; CISC 指令的执行需要调用一个微程序,明显没有 RISC 的指令吞吐量大。
3. 寄存器 ----RISC 的寄存器拥有更多的通用寄存器, 寄存器操作较多,例如 ARM 具有 27个寄存器, CISC 的寄存器都是用于特定目的的。
4. Load-store结构 ----处理器只处理寄存器中的数据,这是因为访问存储器很耗时,同 时对外部存储器的读写会影响其寿命; CISC 能够在存储器中直接运行
5. 寻址方式简化,不像 CISC 那样的复杂众多的寻址方式
RISC(精简指令集计算机 ) 和 CISC(复杂指令集计算机 ) 是当前 CPU 的两种架构。它们的区别 在于不同的 CPU 设计理念和方法。
早期的 CPU 全部是 CISC 架构, 它的设计目的是要用最少的机器语言指令来完成所需的 计算任务。比如对于乘法运算,在 CISC 架构的 CPU 上,您可能需要这样一条指令:MUL ADDRA, ADDRB 就可以将 ADDRA 和 ADDRB 中的数相乘并将结果储存在 ADDRA 中。将 ADDRA, ADDRB中的数 据读入寄存器,相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于 CPU 中设计的逻辑来实现。这种架构 会增加 CPU 结构的复杂性和对 CPU 工艺的要求,但对于编译器的开发十分有利。比如上面的例 子, C 程序中的 a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。今天只有 Intel 及其兼容 CPU 还在使用 CISC 架构。
RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。上面的例子如果要在 RISC 架构上实现,将 ADDRA, ADDRB 中的数据读入寄存器, 相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现, 比如: MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。这种架构可以降低 CPU 的复杂性以 及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大的 CPU ,但对于编译器的设计有更高的要求。
51系列单片机就是 CISC 的,而 AVR 、 PIC 、 ARM 等就是 RISC 的。
你如果比较过就明白, CISC 里有一个功能十分强大的累加器 A , 大多数运算都必须把数据 先放进 A 去,在里面运算。
但是 RISC 机里没有这样的累加器 A ,而是有几十个(典型的数字是 32个)寄存器,每个 (或多数)寄存器都能进行全部指令的运算。
CISC 里也有寄存器,但是这些寄存器只有数据存储功能,没有运算功能。
这样的结果是, 在进行大量数据的运算时, CISC 必须要花很多的时间在将源数据从寄存器 搬运进累加器 A ,运算完后又要花很多时间把结果从累加器 A 搬运回寄存器。
而 RISC 则不需要这样搬来搬去,数据就在本寄存器里运算,算好的结果就放在原位。 那么 CISC 为什么不采用 RISC 那样的,每个寄存器都可以运算呢?
这是因为 CISC 指令太多,要完成所有指令的运算,其运算器会非常复杂,所以只好做一 个功能强大的累加器来进行运算,这一个累加器的复杂程度和占据的芯片面积就可能和 RISC 所有寄存器的面积差不多了。
总之, RISC 就是通过优化, 选取最常用的指令, 剔除了那些不太常用, 却会大大增加运算 器复杂程度的指令, 使得运算器大幅度简化, 这样就可以给每个寄存器配备一个独立的运算器。
这就好比一条只有 1车道的高速公路, 和有 32车道的普通公路, 你说哪个的运送能力强呢?
范文三:cd-risc心理弹性量表
CD_RISC量表(Connor-Davidson Resilience Scale,Connor-Davidson自我韧性量表)是一个典型代表。Connor和Davidson (2003)编制的CD-RISC起源于对PTSD(posttraumatic stress
disorder,创伤后压力症候群,简称PTSD)的研究,有25个条目,5点计分(0~4),包含能力(4、 18、20、3、 19、15、17、21)、忍受消极情感(9、 16、25、7、14、10、24)、接受变化(1、12、13、2、22)、控制(5、23、6)、精神影响(11、8)等5个因素。得分越高,心理弹性越高。CD-RISC的内部一致性信度为0.89,重测信度为0.87。 心理弹性量表(CD-RISC)
指导语:下表是用于评估心理弹性水平的自我评定量表。请根据过去一个月您的情况,对下面每个阐述,选出最符合你的一项。注意回答这些问题没有对错之分。在选择完成以后请把你勾选的数值相加得出总分,并填写在后面的“总分”一栏。
题项 从来不 很少 有时 经常 一直如此
1、我能适应变化。 0 1 2 3 4 2、我有亲密、安全的关系。 0 1 2 3 4
3、我对自己的成绩感到骄傲。 0 1 2 3 4
4、我努力工作以达到目标。 0 1 2 3 4
、我感觉能掌控自己的生活。 0 1 2 3 4 5
6、我有强烈的目的感。 0 1 2 3 4
7、我能看到事情幽默的一面。 0 1 2 3 4
8、事情发生总是有原因的。 0 1 2 3 4
9、我不得不按照预感行事。 0 1 2 3 4
10、我能处理不快乐的情绪。 0 1 2 3 4
11、有时,命运或上帝能帮忙。 0 1 2 3 4
12、无论发生什么我都能应付。 0 1 2 3 4
13、过去的成功让我有信心面对挑战。 0 1 2 3 4
14、应对压力使我感到有力量。 0 1 2 3 4
15、我喜欢挑战。 0 1 2 3 4
16、我能做出不寻常的或艰难的决定。 0 1 2 3 4
17、我认为自己是个强有力的人。 0 1 2 3 4
18、当事情看起来没什么希望时,我不会轻易放弃。 0 1 2 3 4 19、无论结果怎样,我都会尽自己最大努力。 0 1 2 3 4
20、我能实现自己的目标。 0 1 2 3 4
21、我不会因失败而气馁。 0 1 2 3 4
22、经历艰难或疾病后,我往往会很快恢复。 0 1 2 3 4
23、我知道去哪里寻求帮助。 0 1 2 3 4
24、在压力下,我能够集中注意力并清晰思考。 0 1 2 3 4
25、我喜欢在解决问题时起带头作用。 0 1 2 3 4
范文四:ISIS和OSPF比较
IS-IS 与 OSPF 的比较
1) IS-IS 只定义了两种网络拓扑类型:broadcast 和 general topology。在 Cisco 路由器中链路分为 point-to-point 和 broadcast 。
OPSF 定义了四种网络拓扑类型:point-to-point 、 point-to-multipoint 、 broadcast 和 nonbroadcast 。
2) 两种协议都维护一个链路状态数据库(Link State Database)
IS-IS 使用 LSP (Link State PDU) , LSP 自己就是一个数据报;
OSPF 使用 LSA (Link State Advertisements) , LSA 必须被封装 (encapsulate ) 在 OSPF 报头和 IP 报头内。
3) 两种协议都使用 SPF 算法来计算路由
IS-IS 在域内(intra-area )运行 Level 1 SPF计算路由,在域间(inter-area ) 运行 Level 2 SPF计算路由;
OSPF 在域内(intra-area )运行 SPF 计算路由,在域间(inter-area )运行距 离向量算法(distance vector algorithm)来计算路由。
4) 两种协议都使用域(area )来建立两层分级的网络拓扑结构
IS-IS 的骨干不是特定的一个域,而是由连续的 Level 2 路由器组成;
OSPF 的骨干必须有而且必须为 area 0;
IS-IS 的域边界是在路由器之间的链路(link )上;
OSPF 的域边界是在路由器上;
IS-IS 的两层分级的网络拓扑结构不是必须的,网络可以完全由 Level 1 路由器 或完全由 Level 2 路由器构成。
OSPF 的必须有 area 0,可以只有一个 area, 但必须是 area 0。
5) IS-IS的特性之一是:IS-IS 路由器最多能有 3个域地址(area addresses) , 这在域间传输中很有用。
6) 两种协议都是无类路由协议,都在 area 间汇总(summary )
7) 两种协议处理错误(corrupted ) LSP/LSA的方法不同:
IS-IS 中任何一个路由器都能丢弃(purge ) corrupted LSP;
OSPF 中只有 corrupted LSA的发送者(originator )才能丢弃(purge )它。 8) 在广播网络(broadcast network)中两种协议都要建立 adjacency 关系 IS-IS 中,只要 neighbor 的 Hello 数据报中有你的 identity , adjacency 关系 就建立成功。该阶段经历一个三次握手的过程:Down→Init→Up。
OSPF 中,建立 adjacency 关系前经历的过程:
Down→Init→Two -way→Exstart→Exchange→Uploading→Full。
9) IS-IS neighbors会建立 adjacency 关系,即使 Hello-intervals 或 Hello multipliers 不同;
OSPF neighbors不会建立 adjacency 关系,如果 Hello-intervals 或
Dead-intervals 不同。
10) 在广播网络(broadcast network)中两种协议都要选择一个 DIS/DR IS-IS 中 DIS 是动态选择的, 即若有更高优先级或更大的地址的路由器加入网络, 则新加入的路由器成为 DIS ;
OSPF 中 DR 相对稳定,即只要 DR 没有 down 掉, DR 保持其地位;
IS-IS 中,广播网络中的路由器与所有的邻居建立 adjacency 关系;
OSPF 中,广播网络中的路由器只与 DR 和 BDR 邻居建立 adjacency 关系; IS-IS 中, DIS 不与它的 neighbors 同步(synchronize ) 。 DIS 生成 the pseudonode for the LAN,并且每 3秒发送 PSNPs (partial sequence number PDUs) 或每 10秒发送 CSNPs (complete sequence number PDUs) 。 其他的路由器也可以用 PSNPs 向 DIS 申请丢失的 LSP 或发送给 DIS 一个新的 LSP 。因为 DIS 能 flood PDUs,所以 DIS 不需要与其 neighbors 同步 (synchronization ) ; 有因为不需要与其 neighbors 同步 (synchronization ) , 所以不需要 BDIS 。
OSPF 中, DR/BDR用单播(unicast )传送 DDP 的方式分别与其他的所以路由 器同步(synchronization ) 。
11) 两种协议都有认证(authentication )
IS-IS 只支持简单认证;
OSPF 支持简单认证和 MD5认证。
12) IS-IS的 L1/L2路由器不向 L1路由器发布 L2路由。 L1路由器就象 OSPF 中 的完全端域(totally stubby area) 。
范文五:TCP和UDP比较
10.1 点对点通信与端对端通信
互联层:点对点通信
传输层:端对端通信
图 10.1
传输层的端对端通信控制
图 10.2 端对端通信与虚拟通信平台
10.2 传输控制协议 TCP
10.2.1 TCP提供的服务
从 TCP的用户角度看, TCP 可以提供面向连接的、可靠的(没有数据重复或丢失)、全双工的数据流 传输服务。
TCP的通信过程:
? 建立连接(可靠地建立)
? 发送数据
? 关闭连接(优雅地关闭)
TCP提供的服务特征:
? 面向连接( Connection Orientation)
? 完全可靠性( Complete Reliability)
? 全双工通信( Full Duplex Communication)
? 流接口( Stream Interface)
? 连接的可靠建立与优雅关闭( Reliable Connection Startup & Graceful Connection Shutdown ) 10.2.2 TCP的可靠性实现
1、 TCP 的可靠性实现的 必要性
TCP建立在 IP 协议提供的面向非连接、不可靠的数据报投递服务基础之上。
2、 TCP 需要解决的 可靠性问题
? 丢失数据的恢复问题
? 可靠建立与关闭连接问题
? 数据丢失与重发
数据丢失的解决方案:重发
3、 TCP 重发机制需要解决的主要问题
(1)重发之前应该等待多长时间 ?
互联网上的传输延迟不固定。
(2)解决方案:在选择重发时间过程中, TCP
必须具有 自适应性 。根据互联网当时的通信状况,计算合适的数据重发时间(如 Karn算法等)。 计算第一个往返时间 RTT,利用获得的多个 RTT 和统计学原理计算重发时间。自适应重发时间的确定是重 发方案的 基石 。
4、 TCP 连接的可靠建立—— 3次握手法
三次握手法 就是在连接建立和终止过程中,通信的双方需要交换 3个报文。在数据包丢失、重复和 延迟的情况下, 3次握手法是保证连接无二义性的充要条件。
5、 TCP 连接的优雅关闭
目的:保证关闭连接之前所有数据都可靠地到达了目的地
方法:三次握手法
TCP连接的双方都可以发起关闭连接操作
10.2.3 TCP的缓冲、流控与窗口
1.TCP使用窗口机制进行 流量控制 。
2. 什么是窗口?
连接建立时,各端分配 一块缓冲区 用来存储接收的数据,并将缓冲区的尺寸发送给另一端接收方发 送的确认信息中包含了自己剩余的 缓冲区尺寸剩余 缓冲区空间的数量叫做 窗口 。
TCP 的流量过程
10.2.4 TCP
连接与端口
TCP端口:一个 TCP连接两端的端点。
TCP端口的表示:16位的二进制数。
利用 TCP端口可以提供多路复用功能。
著名的 TCP端口号 10.3 用户数据报协议 UDP
1.UDP提供的服务
面向非连接的、不可靠的传输服务。它使用 IP数据报携带数据,但增加了对给定主机上的多个目标 进行区分的能力。
2.UDP的特点
? 面向非连接,数据直接封装在 IP数据报中投递。
? 不确认,不排序,利用 UDP的应用程序要承担可靠性方面的全部工作。
? 运行效率高,实现简单。
UDP端口使用 16位二进制数表示, TCP 和 UDP 各自拥有自己的端口号, 即使 TCP 和 UDP 的端口号相同, 主机也不会混淆它们。
著名的 UDP端口号
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