Universidad Andina del CuscoFacultad de Ingeniera Escuela profesional de Ingeniera de Sistemas

Arquitectura CISC y RISC

Asignatura: Organizacin y arquitectura del computadorDocente:Sota Orellana Luis Alberto Integrantes: Holgado Tisoc Julio Loaiza Romn Johan Hugo Romero Chalco Juan Carlos Velarde Vargas Olenka Ingrid Yabarrena Tamayo Josu SamuelCusco - 2015NDICEASPECTOS PRELIMINARESPortada.. 2ndice. 3Presentacin.. 4Introduccin 5 MARCO TERICO. 61. Arquitectura CISC... 61.1. Definicin . 61.2. Funcionamiento..... 61.3. Caractersticas.. 61.4. Ventajas. 71.5. Desventajas... 72. Arquitectura RISC... 72.1. Definicin . 82.2. Funcionamiento..... 82.3. Caractersticas.. 92.4. Ventajas. 102.5. Desventajas... 103. Campos de aplicacin... 103.1. Arquitectura CISC.. 103.2. Arquitectura RISC... 11 CONCLUSIONES 11 BIBLIOGRAFA. 12

PRESENTACIN Con el propsito de tener un conocimiento mucho ms amplio y claro sobre las arquitecturas CISC y RISC damos a conocer nuestro presente informe el cual consta de una definicin clara respecto a ambas arquitecturas, su funcionamiento, caractersticas las cuales las diferencia una de otra, ventajas y desventajas.De igual manera mencionamos los campos de aplicacin que presenta cada una, ya que si bien es cierto, la arquitectura CISC es antigua, esta es de gran influencia, mientras que la arquitectura RISC es nueva pero en ocasiones no muy usada por incompatibilidad.

INTRODUCCINPara un correcto desarrollo en el campo laboral debemos estar en constante informacin es por ello que hoy en da los programas cada vez ms grandes y complejos demandan mayor velocidad en el procesamiento de informacin, lo que implica la bsqueda de microprocesadores ms rpidos y eficientes.Todos los avances que se dan en la tecnologa enfocndose en los semiconductores, han reducido las diferencias en las velocidades de procesamiento de los microprocesadores con las velocidades de las memorias. Es por esto que en el mercado se encuentran dos grandes microprocesadores que es CISC y RISC. La arquitectura CISC tienen un mercado de software muy difundido por otro lado la arquitectura RISC plantea en su filosofa de diseo una relacin muy estrecha entre los compiladores.

MARCO TERICO 1. ARQUITECTURA CISC

1.1. Definicin: La arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer o Conjunto Complejo de Instrucciones) es un modelo de arquitectura computacional con un amplio conjunto de instrucciones que permite operaciones complejas entre operando de la memoria o registros internos. Origen entre los 60 y 70 y sali a luz en 1972 con el microchip Intel 8080.Ejemplos ms representativos: Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486, Celeron, Pentium II, Pentium III, Pentium IV Motorola 68000, 68010, 68020, 68030, 6840 AMD (Duron, Athlon)

1.2. Funcionamiento:Funciona directamente en los bancos de la memoria de computadora y no requiere llamar explcitamente al programador y a ningn cargamento ni a funciones de almacenar. Se asemeja a un comando en una lengua de alto nivel. Por ejemplo, si dejamos a representar el valor de 2:3 y b representa el valor de 5:2, despus este comando es idntica a la declaracin de C a = a * B.Una de las ventajas primarias de este sistema es que el recopilador tiene que hacer muy poco el trabajo para traducir una declaracin del idioma de alto. Porque la longitud del cdigo es relativamente corta. El nfasis se pone en instrucciones complejas del edificio directamente en el hardware.CISC no representa una propuesta de arquitectura de procesador en el sentido usual. CISC refleja la forma en que se desarrollan y las mejoras que se haban introducido a las arquitecturas de procesadores hasta, ms o menos, 1975. CISC, es el Computador representa el nombre a la corriente principal desarrollada en arquitectura de computadores y, quizs, podramos entender que es el nombre que se asign a la tendencia a la cual el movimiento RISC se opona.1.3. Caractersticas: Microprogramacin (un programa ubicado en una memoria del circuito integrado del procesador interpreta cada instruccin de mquina) Para realizar 1 instruccin requiere de 4 a 10 ciclos de reloj (al menos 1 por microinstruccin pues las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna) Conjunto amplio de instrucciones que permite operaciones complejas entre operando de la memoria o registros internos. Esto dificulta el paralelismo de instrucciones Gran cantidad de instrucciones y modos de direccionamiento Instrucciones complejas y de longitud variable Soporta varios tipos de datos Implementa instrucciones de alto nivel lo ms directamente posible Reduce tiempo de ejecucin de instrucciones complejas mediante la implementacin directa en hardware Compatible con miembros anteriores de la familia Micro- arquitectura ms compleja

1.4. Ventajas: Reduce la dificultad de crear compiladores. Permite reducir el costo total del sistema. Reduce los costos de creacin de software. Mejora la compactacin de cdigo. Facilita la depuracin de errores.

1.5. Desventajas: Poco uso de las instrucciones y direccionamientos complejos Poco aprovechamiento de parte de los compiladores: no es fcil encontrar la mejor instruccin para ejecutar una tarea Baja densidad de cdigo Accesos a memoria disminuyen velocidad de ejecucin

2. ARQUITECTURA RISC

2.1. Definicin:La arquitectura computacional,RISC(del inglsReducedInstructionSetComputer o Computador con Conjunto de Instrucciones Reducidas) es un tipo de diseo deCPUgeneralmente utilizado en microprocesadores o microcontroladores poseen aspectos fundamentales: Instruccionesde tamao fijo y presentado en un reducido nmero de formatos. Slo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos.Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubri en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecucin de programas compilados directamente con microinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser ms eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnologa de encapsulado. Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, stas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el micro-cdigo y la necesidad de decodificar instrucciones complejas.Las mquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construccin de microprocesadores.PowerPC,DEC Alpha,MIPS,ARM,SPARCson ejemplos de algunos de ellosDEC Alpha AXP 21064, un microprocesadorRISC2.2. Funcionamiento: Pocas instrucciones simples La unidad de control es simple, por lo tanto puede funcionar con mayor frecuencia de clock. El pipeline es eficiente si las instrucciones son de tiempo de ejecucin similar en cada etapa. Puede utilizar control cableado porque son simples.

Arquitectura Load/Store Las nicas instrucciones que referencian datos en memoria son las de carga y almacenamiento. Las dems operan solo con registros.

Pocos modos de direccionamiento El principal modo de direccionamiento es el de desplazamiento con registro de 32 bits ms un desplazamiento de 16 bits Se puede utilizar para simular el modo directo o absoluto, muy utilizado para acceder a datos estticos. Tambin se puede simular el modo indirecto con registro haciendo el desplazamiento nulo.

Instrucciones de ancho fijo y formato uniforme Usualmente instrucciones de ancho fijo de 32 bits, esto hace que la carga y decodificacin de instrucciones sea simple y rpida. El formato uniforme simplifica la decodificacin porque el cdigo de operacin y el campo de direccin estn ubicados en la misma posicin para todas las instrucciones.

Gran Nmero de Registros Es posible implementar muchos registros porque se redujo la complejidad de la unidad de control. La arquitectura no limita la utilizacin de los registros. Las variables y resultados intermedios pueden ser almacenados en registros evitando repetidos accesos de memoria.

2.3. Caractersticas:

Modelo de conjunto de instrucciones Load/Store (Cargar/Almacenar). Slo las instrucciones Load/Store acceden a memoria; las dems 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 adems facilita la gestin de los fallos de pginas (page faults) en entornos de memoria virtual. Arquitectura no destructiva de tres direcciones. 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 operacin. 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 descodificacin, y favorecen su ejecucin en pipelines. Las instrucciones de longitud fija, con formatos fijos, implican que los campos de cdigos de operacin (opcodes) y de los operandos estn siempre codificados en las mismas posiciones, permitiendo el acceso a los registros al mismo tiempo que se est descodificando el cdigo de operacin. Ausencia de micro-cdigo. El micro-cdigo no se presta a la ejecucin en ciclos nicos, ya que requiere que el hardware sea dedicado a su interpretacin dinmica. La programacin en micro-cdigo no hace que el software sea ms rpido que el programado con un conjunto de instrucciones simples. Todas las funciones y el control, en los procesadores RISC, estn "cableados" (hardwired), para lograr una mxima velocidad y eficiencia

2.4. Ventajas:

Oblea ms pequea: al evolucionar la tecnologa permite incorporar cache, etc. Menor consumo de potencia. Tiempo de desarrollo ms corto: por lo tanto es ms barato y mejor sintonizado con la tecnologa.

2.5. Desventajas:

Menor densidad de cdigo: si la disponibilidad de memoria es crtica ocasiona un menor rendimiento del cache de instrucciones. No ejecutan cdigo x86: puede utilizar simulacin por software pero no puede fabricar IBM PC compatible.

3. CAMPOS DE APLICACIN 3.1. Arquitectura CISC Utilizadas desde hace ya varios aos han permitido desarrollar un gran nmero de productos de software. Ello representa una considerable inversin y asegura a estas familias de procesadores un mercado creciente. Sin embargo, simultneamente aumentan las aplicaciones en las cuales la capacidad de procesamiento que se pueda obtener del sistema es ms importante que la compatibilidad con el hardware y el software anteriores, lo cual no solo es vlido en los subsistemas de alta capacidad en el campo de los sistemas llamados "embedded", en los que siempre dominaron las soluciones especiales de alta capacidad de procesamiento sino tambin para las estaciones de trabajo ("workstations"). Esta clase de equipos se han introducido poco a poco en: Oficinas La medicina BancosDebido a los cada vez ms voluminosos y complejos paquetes de software que con sus crecientes requerimientos de reproduccin visual, que antes se encontraban solo en el campo tcnico de la investigacin y desarrollo. En este tipo de equipos, el software de aplicacin, se ejecuta bajo el sistema operativo UNIX, el cual es escrito en lenguaje C.3.2. Arquitectura RISCSe ha visto un fuerte incremento anual del nmero de procesadores RISC, (los procesadores RISC de 32 bits han visto crecer su mercado hasta en un 150% anual). En pocos aos, el RISC conquistar de 25 al 30% del mercado de los 32 bits. La arquitectura RISC ha encontrado, en el sector de estaciones de trabajo, la mayor aceptacin. Los procesadores MIPS son fabricados y comercializados por cinco empresas productoras de semiconductores, entre las que figuran NEC y Siemens. Los procesadores de los cinco proveedores son compatibles en cuanto a las terminales, las funciones y los bits.Los procesadores RISC han conquistado el sector de las estaciones de trabajo, dominado antes por los procesadores Motorola 68 000, y es muy probable que acosen la arquitectura Intel en el sector superior de las PC's.CONCLUSIONES En estos tiempos los programas son grandes y complejos por consiguiente necesitan mayor velocidad en el procesamiento de informacin, por eso se busca microprocesadores ms rpidos y eficientes. RISC ofrece soluciones atractivas donde se requiere una elevada capacidad de procesamiento y se presente una orientacin hacia los lenguajes de alto nivel. El trmino "reducido" puede llevar a engao. No se trata de que sean pocas instrucciones si no de que estas sean sencillas. Se acepta que un procesador es RISC cuando la misma instruccin que carga datos de memoria no realiza operaciones sobre ellos. Es necesario esperar a que otra realice el tratamiento de esos datos. El CISC es un modelo de arquitectura computacional con gran cantidad de instrucciones complejas y modos de direccionamiento, donde un programa en la memoria del circuito integrado del procesador interpreta cada instruccin de mquina, realizndola en 4 o hasta 10 ciclos de reloj (al menos 1 por cada microinstruccin que decodifica internamente y ejecuta las instrucciones compuestas) Si bien el campo de aplicaciones de la arquitectura RISC de alta capacidad crece con fuerza, esto no quiere decir que otras arquitecturas de procesadores y controladores como la arquitectura CISC desaparezcan ya que tienen un mercado de software comercial y con gran influencia. El usuario es quin al final escoger con cul de ellas trabajar.

BibliografaCamacho, R. (17 de Marzo de 2012). Arquitectura RISC y CISC. Obtenido de Cmputo Integrado: http://rcmcomputointegrado.blogspot.com/2012/03/arquitectura-risc-y-cisc.htmlDutari, E. (2009). RISC VS. CISC. Obtenido de Pgina Web de Ral Enrique Dutari Dutari: http://radutari.vacau.com/_archivos_pdf/monografias/risc_vs._cisc.pdfVega, J., Snchez, R., Salgado, G., & Snchez, L. (13 de Julio de 2007). Arquitectura RISC vs CISC. Obtenido de Universidad Autnoma Metropolitana de Azcapotzalco: http://www.azc.uam.mx/publicaciones/enlinea2/num1/1-2.htmVega, P. (15 de Mayo de 2007). Arquitecturas CISC y RISC. Obtenido de Escuela de Ingeniera Electrnica - Tecnolgico de Costa Rica: http://www.ie.itcr.ac.cr/pvega/Project/Documents_SD/Handout%20N3%20CISC%20y%20RISC.pdfHernndez, L. (1992). RISC O CIS. PC/TIPS BYTE.ocw.uv.es. (24 de 06 de 2005). ingenieria-y-arquitectura. Obtenido de http://ocw.uv.es/ingenieria-y-arquitectura/sistemas-electronicos-para-el-tratamiento-de-la-informacion/seti_materiales/seti6_ocw.pdfTanembaum, A. S. (1992). Organizacin de Computadoras. Un Enfoque Estructurado. Ed. Prentice Hall.vacau. (01 de 12 de 2002). http://radutari.vacau.com. Obtenido de http://radutari.vacau.com/_archivos_pdf/monografias/risc_vs._cisc.pdf

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