إذا كنت من عشاق التكنولوجيا ، فربما تكون قد سمعت الكلمات ذات مجموعة التعليمات المخفضة (RISC) وكمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة (CISC). وإذا كنت تعرف القليل عن أجهزة الكمبيوتر ، فقد تعلم أيضًا أن هذه المصطلحات تشير إلى طرق مختلفة لتصميم المعالج.
على سبيل المثال ، يحتوي معالج ARM في هاتفك على بنية RISC. في المقابل ، يحتوي معالج x86 في جهاز الكمبيوتر الخاص بك على تصميم CISC.
ولكن ما هو الفرق بين RISC و CISC؟ دعونا نتعمق قليلاً ونكتشف ذلك.
ما هي مجموعة التعليمات؟
عندما نتحدث عن تصميمات مختلفة لوحدة المعالجة المركزية (CPU) ، فإن أحد الأشياء التي يجب أن نتحدث عنها هو مجموعة التعليمات.
مجموعة التعليمات الخاصة بوحدة المعالجة المركزية هي مجموعة العمليات التي يمكن لوحدة المعالجة المركزية القيام بها في الأصل. هذه هي العمليات التي يتم ترميزها في وحدة المعالجة المركزية على مستوى الأجهزة. يمكن أن تحتوي هذه المجموعة في أي مكان من بضعة إلى آلاف التعليمات ، اعتمادًا على تصميم وحدة المعالجة المركزية.
بمعنى آخر ، لا تستطيع وحدة المعالجة المركزية إجراء أي عملية خارج مجموعة التعليمات الخاصة بها ، لأنها لا تحتوي على الأجهزة اللازمة لها.
دعونا نستخدم القياس لفهم هذا بشكل أفضل. خذ على سبيل المثال المصباح الكهربائي. قامت الشركة المصنعة للمصباح بتصميم المصباح لتحويل الكهرباء إلى ضوء. ويمكن للمصباح الكهربائي القيام بذلك لأن الجهاز يدعمه في الأصل.
في الأساس ، يمكن للمصباح أن يحول الكهرباء فقط إلى ضوء ولا شيء آخر.
وبالمثل ، فإن مجموعة تعليمات وحدة المعالجة المركزية هي مجموعة العمليات التي تتيحها أجهزة وحدة المعالجة المركزية. على سبيل المثال ، تحتوي جميع وحدات المعالجة المركزية تقريبًا على تعليمات "نقل" في مجموعة التعليمات الخاصة بها. تأخذ تعليمات "Move" بعض البيانات من مساحة تخزين المصدر وتنقلها إلى مساحة تخزين الوجهة.
عندما تحتاج وحدة المعالجة المركزية إلى نقل بعض البيانات ، فإنها تعرف بالضبط كيفية القيام بذلك لأن الجهاز قد تم تصميمه حوله.
باختصار ، تحتوي مجموعة التعليمات على كل تلك العمليات التي تدعمها وحدة المعالجة المركزية على مستوى الأجهزة.
كيف تعمل وحدة المعالجة المركزية؟
وحدة المعالجة المركزية هي متاهة من الدوائر الكهربائية. تم تصميم هذه الدوائر الكهربائية بطريقة معينة لمنح وحدة المعالجة المركزية مجموعة التعليمات الأصلية الخاصة بها. لذلك ، فهو يعرف فقط كيفية إجراء العمليات في مجموعة التعليمات ، حيث أنه يحتوي على الدوائر للقيام بذلك.
لجعل وحدة المعالجة المركزية تؤدي عملية معينة ، يتم تشغيل الدائرة المقابلة لتلك العملية من خلال إشارة كهربائية. وبمجرد تشغيل الدائرة ، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتنفيذ الروتين المرتبط بتلك الدائرة.
لجعل وحدة المعالجة المركزية تنفذ عمليات معقدة مثل إرسال تغريدة ، تطلق البرامج ملايين من إشارات كهربائية كل ثانية ، كل منها يستهدف تعليمات محددة من مجموعة التعليمات الخاصة بـ وحدة المعالجة المركزية.
هذا هو المكان الذي يأتي فيه مفهوم RIS و CIS.
ما هو RISC؟
كما يوحي الاسم ، تحتوي وحدة المعالجة المركزية المستندة إلى RISC على مجموعة مبسطة من العمليات. تحقق هذه التعليمات المبسطة أهدافًا بسيطة ولا تستغرق سوى دورة واحدة لإكمالها.
ونظرًا لأن RISC يحتوي على تعليمات بسيطة ، فإن وحدة المعالجة المركزية لا تحتاج إلى دوائر معقدة لتنفيذ هذه التعليمات. هذا هو السبب أيضًا في أن تصميمات RISC ، من حيث الأجهزة ، أرخص في التنفيذ.
متعلق ب: لماذا هاتفي أبطأ من جهاز الكمبيوتر الخاص بي؟ الهاتف الذكي مقابل. شرح سرعات سطح المكتب
لفهم وحدة المعالجة المركزية RISC بمزيد من التفصيل ، دعنا نلقي نظرة على مبادئ تصميم وحدات المعالجة المركزية المستندة إلى RISC.
أولاً ، تكمل وحدات المعالجة المركزية RISC كل تعليمات في دورة واحدة.
ثانيًا ، لا تؤدي وحدات المعالجة المركزية RISC سوى عمليات على البيانات المخزنة في السجلات. هذا لأن أحد الاختناقات الرئيسية لقدرة وحدة المعالجة المركزية على إنجاز المهام هو عدم التوافق الكبير بين سرعة وحدة المعالجة المركزية وسرعة الذاكرة الرئيسية. الذاكرة الرئيسية بطيئة للغاية مقارنة بوحدة المعالجة المركزية.
متعلق ب: دليل سريع وقذر لذاكرة الوصول العشوائي: ما تحتاج إلى معرفته
لذلك ، إذا كان على وحدة المعالجة المركزية استخدام البيانات المخزنة في الذاكرة الرئيسية ، فإنها ستؤدي إلى اختناق الوحدة وستكون العملية بطيئة. في تصميم RISC ، يتم تحميل البيانات وتخزينها في السجلات على وحدة المعالجة المركزية ، لأن السجلات أقرب بكثير إلى سرعة وحدة المعالجة المركزية من الذاكرة الرئيسية.
ثالثًا ، تعليمات RISC بسيطة بما يكفي بحيث لا توجد طبقة من الرمز الصغير التفسير لترجمة التعليمات إلى أشكال أبسط.
وأخيرًا ، تدعم تصميمات RISC خطوط الأنابيب لتنفيذ أجزاء من تعليمات متعددة في نفس الوقت. نظرًا لأن وحدات المعالجة المركزية بتصميم RISC تتمتع بسرعات أعلى على مدار الساعة ، فهي سريعة بشكل استثنائي. إن خطوط الأنابيب هي وسيلة للاستفادة من هذه السرعة وتنفيذ أجزاء من تعليمات متعددة لزيادة الكفاءة.
قصة قصيرة طويلة ، تحتوي وحدات المعالجة المركزية RISC على تعليمات بسيطة ، وسرعات عالية على مدار الساعة ، وبنية أنابيب فعالة ، وتشغيل مخزن التحميل على السجلات ، ويمكنها تنفيذ التعليمات في دورة واحدة.
ما هو CISC؟
CISC هو عكس RISC في جميع المجالات الرئيسية تقريبًا. تحتوي جميع رقائق سطح المكتب تقريبًا على تصميم CISC.
أولاً ، تعليمات تصميم CISC معقدة ، وبالتالي تتطلب طبقة من الرمز الصغير لترجمتها إلى تعليمات بسيطة.
ثانيًا ، يمكن أن تستغرق تعليمات CISC دورات متعددة لوحدة المعالجة المركزية للتنفيذ.
ثالثًا ، خط الأنابيب ليس بنفس الكفاءة في CISC بل إنه من الصعب تنفيذه بسبب الطبيعة المعقدة لتعليمات CISC.
باختصار ، يمكن لوحدات المعالجة المركزية ذات بنية CISC إجراء الكثير من العمليات في تعليمات معقدة واحدة. لكن التعليمات تستغرق عدة دورات حتى تكتمل ، ويصعب استخدامها في خطوط الأنابيب ، وتتطلب الكثير من الدوائر على وحدة المعالجة المركزية.
RISC مقابل. CISC: الاختلافات الرئيسية
الفرق الرئيسي بين RISC و CISC هو نوع التعليمات التي ينفذونها.
تعليمات RISC بسيطة ، وتنفذ عملية واحدة فقط ، ويمكن لوحدة المعالجة المركزية تنفيذها في دورة واحدة.
من ناحية أخرى ، تحزم تعليمات CISC في مجموعة من العمليات. لذلك ، لا يمكن لوحدة المعالجة المركزية تنفيذها في دورة واحدة.
الإرشادات هي أيضًا السبب الذي يجعل وحدات المعالجة المركزية RISC تدعم خطوط الأنابيب من البداية وتواجه وحدات المعالجة المركزية CISC وقتًا أصعب معها. باستخدام RISC ، تكون التعليمات بسيطة بما يكفي بحيث يمكن تنفيذها على أجزاء. يصعب القيام بذلك مع CISC نظرًا للطبيعة المعقدة للتعليمات.
بعد ذلك ، على عكس RISC ، يمكن أن تعمل تعليمات CISC مباشرة من ذاكرة الوصول العشوائي. لذلك ، ليست هناك حاجة لإجراء عمليات تحميل / تخزين منفصلة في تصميم CISC.
أخيرًا ، متطلبات الأجهزة لتصميم CISC أعلى من متطلبات تصميم RISC ، نظرًا لأن CISC يتطلب تعليمات معقدة ليتم تضمينها في أجهزة وحدة المعالجة المركزية. بشكل أساسي ، ما يحققه CISC مع الأجهزة ، يهدف RISC إلى تحقيقه مع البرنامج.
هذا هو السبب في أن البرامج التي تستهدف بنية CISC بها عدد أقل من سطور التعليمات البرمجية لأن التعليمات نفسها تتعامل مع العديد من العمليات.
هناك مزايا وعيوب لكل من RISC و CISC
لا يوجد معالج حديث يعتمد بالكامل على RISC أو CISC. تدمج المعالجات الحديثة فلسفات التصميم لكلا البنيتين لتحقيق أفضل ما في العالمين. على سبيل المثال ، بنية x86 التي تستخدمها AMD هي أساسًا CISC ولكنها تحتوي على رمز صغير لتحويل التعليمات المعقدة إلى تعليمات بسيطة تشبه RISC.
لذلك ، على عكس معالجات القرن الماضي ، تطورت وحدات المعالجة المركزية الحديثة بما يتجاوز تصنيف RISC أو CISC البسيط.
هل تتساءل عن تطبيقات Windows 10 المراد إلغاء تثبيتها؟ إليك العديد من تطبيقات Windows 10 غير الضرورية والبرامج وبرامج bloatware التي يجب عليك إزالتها.
اقرأ التالي
- شرح التكنولوجيا
- وحدة المعالجة المركزية
- نصائح الأجهزة
- نصائح الكمبيوتر
فؤاد كاتب مستقل متفرغ. يحب التكنولوجيا والطعام. عندما لا يأكل أو يكتب عن Windows ، فإنه إما يلعب ألعاب الفيديو أو يكتب لمدونته الغريبة Techsava.
اشترك في نشرتنا الإخبارية
انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!
خطوة أخرى أيضا…!
يرجى تأكيد عنوان بريدك الإلكتروني في البريد الإلكتروني الذي أرسلناه لك للتو.
