计算机组成原理 - 学习笔记 | AI生成和翻译

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半导体存储器是一种使用半导体电路作为存储介质的存储设备。它由被称为存储芯片的半导体集成电路组成。根据功能，半导体存储器可分为两种主要类型：随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

访问存储在半导体存储器中的信息采用随机存取方法，这种方法可以快速从存储器内的任何位置检索数据。这种方法具有以下几个优点：

  1. 高存储速度：可以快速访问数据，因为可以直接访问任何存储位置，而无需经过其他位置。
  2. 高存储密度：半导体存储器可以在相对较小的物理空间中存储大量数据，使其在现代电子设备中使用高效。
  3. 易于与逻辑电路接口：半导体存储器可以轻松与逻辑电路集成，适用于复杂的电子系统。

这些特性使半导体存储器成为现代计算和电子设备中的关键组件。

堆栈指针（SP）是一个8位专用寄存器，指示堆栈顶部元素的地址，具体来说是堆栈顶部在内部RAM块中的位置。这是由堆栈设计者决定的。在硬件堆栈机中，堆栈是计算机用于存储数据的数据结构。SP的作用是指向当前被压入堆栈或从堆栈弹出的数据，并在每次操作后自动递增或递减。

然而，有一个具体细节需要注意：在此上下文中，当数据被压入堆栈时，SP会递增。SP在压入操作时是递增还是递减，由CPU制造商决定。通常，堆栈由一个存储区域和一个指向该存储区域的指针（SP）组成。

总之，SP通过跟踪堆栈的当前顶部并在数据被压入堆栈或从堆栈弹出时调整其值来管理堆栈，具体行为（递增或递减）是CPU制造商的设计选择。

让我们分解状态寄存器、程序计数器和数据寄存器在CPU中的作用：

  1. 状态寄存器：
    • 目的：状态寄存器，也称为状态寄存器或标志寄存器，保存有关CPU当前状态的信息。它包含指示算术和逻辑操作结果的标志。
    • 标志：常见的标志包括零标志（指示结果为零）、进位标志（指示最高位有进位）、符号标志（指示结果为负）和溢出标志（指示算术溢出）。
    • 作用：状态寄存器有助于CPU内部的决策过程，例如基于先前操作结果的条件分支。
  2. 程序计数器（PC）：
    • 目的：程序计数器是一个保存要执行的下一条指令地址的寄存器。
    • 作用：它跟踪指令序列，确保指令按正确顺序获取和执行。在获取指令后，程序计数器通常递增以指向下一条指令。
    • 控制流：程序计数器对于管理程序中的执行流至关重要，包括处理分支、跳转和函数调用。
  3. 数据寄存器：
    • 目的：数据寄存器用于临时保存CPU当前正在处理的数据。
    • 类型：有各种类型的数据寄存器，包括通用寄存器（用于广泛的数据操作任务）和专用寄存器（用于特定功能，如累加器）。
    • 作用：数据寄存器在处理过程中便于快速访问数据，减少了访问较慢主内存的需要。它们对于高效执行算术、逻辑和其他数据操作操作至关重要。

这些寄存器中的每一个在CPU的操作中都扮演着关键角色，使其能够执行指令、管理数据并有效控制程序流。

微程序是存储在控制存储器（通常是一种只读存储器或ROM）中的低级程序，用于实现处理器的指令集。它由微指令组成，这些微指令是详细的、逐步的命令，指导处理器的控制单元执行特定操作。

以下是该概念的细分：

总之，微程序通过提供每个机器级指令的详细、逐步实现，存储在专用的控制存储区域中，在处理器操作中扮演着关键角色。

并行接口是一种接口标准，其中数据在两个连接的设备之间并行传输。这意味着多个数据位通过单独的线路同时发送，而不是像串行通信中那样一次发送一位。

以下是并行接口的关键方面：

总之，并行接口通过通过单独的线路同时发送多个数据位来实现快速数据传输，数据宽度通常以字节为单位。

中断屏蔽是一种用于临时禁用或“屏蔽”某些中断的机制，防止它们被CPU处理。以下是它的工作原理：

总之，中断屏蔽提供了一种控制CPU响应哪些中断的方式，允许更好地管理系统资源和优先级。

算术逻辑单元（ALU）是中央处理单元（CPU）的一个基本组件，执行算术和逻辑操作。以下是其作用和功能的概述：

总之，ALU是CPU中执行数学和逻辑操作的部分，使CPU能够高效处理数据和执行指令。

XOR（异或）操作是一种逻辑操作，比较两个位并根据以下规则返回结果：

总之，如果位不同，XOR返回1；如果相同，返回0。这种操作常用于各种应用，包括：

XOR操作在数字逻辑和计算中是基础性的，提供了一种执行位比较和操作的方式。

串行传输是一种数据传输方法，其中数据通过单个通信线路或通道一次一位地发送。以下是串行传输的关键方面：

总之，串行传输涉及通过单线一次发送一个数据位，与并行传输相比，以速度为代价提供了简单性和成本效益。

您提供了计算中常用的一些I/O总线的很好概述。让我们澄清并扩展每一个：

  1. PCI（外围组件互连）总线：
    • 描述：PCI是一种并行总线标准，用于将外围设备连接到计算机的CPU和内存。它被设计为处理器无关，意味着它可以与各种类型的CPU一起工作。
    • 特性：支持多个外围设备，以高时钟频率运行，并提供高数据传输速率。它已广泛用于个人计算机，用于连接图形卡、声卡和网卡等组件。
    • 后继者：PCI已演变为更新的标准，如PCI-X和PCI Express（PCIe），它们提供更高的性能和更高级的特性。
  2. USB（通用串行总线）：
    • 描述：USB是一种用于将各种外围设备连接到计算机的标准接口。它通过提供通用即插即用接口简化了连接和使用设备的过程。
    • 特性：USB支持热插拔，意味着设备可以在不重启计算机的情况下连接和断开。它还向外围设备供电，并支持适用于许多类型设备的数据传输速率。
    • 版本：USB有几个版本，包括USB 1.1、USB 2.0、USB 3.0和USB4，每个版本都提供增加的数据传输速度和额外特性。
  3. IEEE 1394（FireWire）：
    • 描述：由苹果开发并标准化为IEEE 1394，FireWire是一种高速串行总线，设计用于高带宽应用。它常用于多媒体和存储应用。
    • 特性：FireWire支持高数据传输速率，使其适用于数码相机、外部硬盘驱动器和音频/视频设备等设备。它还支持点对点设备通信和等时数据传输，这对实时应用很重要。
    • 应用：尽管今天不太常见，但FireWire在专业音频/视频设备和一些消费电子产品中很受欢迎。

这些总线标准在现代计算和消费电子产品的发展中扮演了关键角色，使得能够连接各种具有不同性能要求的设备。

在堆栈数据结构中，堆栈指针（SP）是一个跟踪堆栈顶部的寄存器。堆栈指针的初始值取决于架构和堆栈的具体实现。以下是两种常见方法：

  1. 满递减堆栈：在这种方法中，堆栈在内存中向下增长。堆栈指针初始化为分配给堆栈的最高内存地址。当项目被压入堆栈时，堆栈指针递减。

  2. 空递增堆栈：在这种方法中，堆栈在内存中向上增长。堆栈指针初始化为分配给堆栈的最低内存地址。当项目被压入堆栈时，堆栈指针递增。

这些方法之间的选择取决于系统的设计和约定。在许多系统中，特别是那些使用递减堆栈的系统，堆栈指针的初始值设置为分配的堆栈空间的最高地址，并在数据被压入堆栈时递减。

在直接寻址模式中，操作数的地址在指令本身内直接指定。这意味着操作数的地址作为指令代码的一部分明确包含。以下是它的工作原理：

  1. 指令格式：指令包含一个操作码（opcode）和一个地址字段。地址字段直接指定存储操作数的内存位置。
  2. 执行：当指令执行时，CPU使用指令中指定的地址直接访问内存位置。操作数从该内存地址获取或存储到该内存地址，无需任何进一步的地址计算。
  3. 效率：直接寻址是直接且高效的，因为它涉及最少的地址计算。然而，与其他寻址模式（如间接或索引寻址）相比，它不太灵活，因为地址在指令编写时是固定的。

总之，在直接寻址中，操作数的地址明确包含在指令中，允许CPU从指定的内存位置直接访问操作数。

为了在单总线架构CPU中执行ADD R1, R2, R3指令，我们需要遵循一系列步骤，涉及获取指令、解码指令和执行指令。以下是执行流程的详细分解：

  1. 指令获取：
    • 程序计数器（PC）保存要执行的下一条指令的地址。
    • PC中的地址加载到内存地址寄存器（MAR）。
    • 内存读取MAR指定的地址处的指令，并将其加载到内存数据寄存器（MDR）。
    • 然后指令从MDR传输到指令寄存器（IR）。
    • PC递增以指向下一条指令。
  2. 指令解码：
    • IR中的指令被解码以确定操作（ADD）和操作数（R1, R2, R3）。
  3. 操作数获取：
    • R2和R3的地址被放置在总线上以读取它们的内容。
    • R2和R3的内容被获取并临时存储在缓冲区中或直接用于下一步。
  4. 执行：
    • 算术逻辑单元（ALU）执行R2和R3内容的加法。
    • 加法的结果临时存储在缓冲区中或直接发送到下一阶段。
  5. 写回：
    • 来自ALU的结果被写回寄存器R1。
    • R1的地址被放置在总线上，结果存储在R1中。
  6. 完成：
    • 指令执行完成，CPU准备从PC中的地址获取下一条指令。

这个序列概述了在单总线架构中执行ADD指令的基本流程，其中每个步骤涉及使用共享总线在CPU组件和内存之间传输数据。

在二进制算术的上下文中，“一位乘法”这个术语指的是一种方法，其中乘数的每个数字（或位）一次考虑一个。这种方法类似于我们在十进制算术中执行乘法的方式，在那里我们将一个数字的每个数字乘以整个另一个数字，适当地移动结果。

以下是它被称为“一位乘法”的原因：

  1. 逐位处理：在二进制乘法中，乘数的每个位被单独处理。对于每个为1的位，被乘数被加到结果中，适当地移位。对于每个为0的位，被乘数不被添加，但位置仍然移位。
  2. 移位和加法：该过程涉及将被乘数向左移动一个位置，对于乘数的每个后续位。这种移位对应于乘以2的幂，类似于十进制乘法中数字移位对应于乘以10的幂。
  3. 部分积：每一步产生一个部分积，然后相加以得到最终结果。这反映了十进制乘法中的过程，其中为乘数的每个数字生成部分积。

该术语强调了方法的简单性和基础性，因为它将乘法过程分解为涉及单个位的更小、可管理的步骤。这种方法在数字系统和计算机算术中是基础性的，其中操作在位级别执行。

为了使用四位有符号二进制数（原码）的一位乘法方法执行\(4 \times 5\)的乘法，我们需要遵循以下步骤：

  1. 将数字转换为四位有符号二进制（原码）：
    • \(4\)在四位有符号二进制中是\(0100\)。
    • \(5\)在四位有符号二进制中是\(0101\)。
  2. 执行乘法：
    • 将第二个数字的每个位乘以整个第一个数字，每次移动到下一位时向左移位。

以下是逐步乘法过程：

    0100  (4的二进制)
  × 0101  (5的二进制)
  --------
    0100  (0100 × 1，无移位)
   0000   (0100 × 0，左移1位)
  0100    (0100 × 1，左移2位)
  --------
  0010100 (部分积的和)
  1. 求和部分积：
    • 将部分积相加，我们得到\(0010100\)。
  2. 将结果转换回十进制：
    • 二进制数\(0010100\)在十进制中等价于\(20\)。

因此，使用四位有符号二进制乘法的\(4 \times 5\)结果是\(20\)。

中断是计算机系统中用于处理需要立即关注的事件的机制。它们允许CPU通过暂停当前任务并执行特定的中断处理程序或中断服务例程（ISR）来响应外部或内部事件。以下是中断类型的细分：

  1. 外部中断（硬件中断）：这些由硬件设备触发，以信号表示它们需要关注。例如，当按下键时发生键盘中断，或当接收到数据时发生网络中断。外部中断是异步的，意味着它们可以在任何时间发生，无论CPU在做什么。

  2. 内部中断（异常）：这些由CPU本身在执行指令期间响应某些条件而生成。示例包括：
    • 除以零：当除法操作试图除以零时触发。
    • 非法指令：当CPU遇到无法执行的指令时触发。
    • 溢出：当算术操作超过数据类型的最大大小时触发。
  3. 软件中断：这些由软件使用特定指令有意触发。它们通常用于调用系统调用或在不同操作模式之间切换（例如，用户模式到内核模式）。软件中断是同步的，意味着它们作为执行特定指令的直接结果发生。

每种类型的中断在管理系统资源和确保CPU能够高效响应紧急或异常条件方面服务于特定目的。

在计算机系统的上下文中，特别是在讨论总线架构时，术语“主设备”和“从设备”通常用于描述设备在总线通信中的角色。以下是这些术语的细分：

  1. 主设备：这是控制总线的设备。主设备通过向其他设备发送命令和地址来启动数据传输。它管理通信过程，并可以读取或写入连接到总线的其他设备。
  2. 从设备：这是响应主设备发出的命令的设备。从设备被主设备访问，并且可以向主设备发送数据或从主设备接收数据。它不启动通信，而是响应主设备的请求。

这些角色对于协调计算机系统中不同组件（如CPU、内存和外围设备）之间的数据传输至关重要。

在计算机中，寄存器是CPU内部的小型快速存储位置，在处理期间临时保存数据。有几种类型的寄存器，每种服务于特定目的：

  1. 通用寄存器（GPRs）：这些用于各种数据操作任务，如算术操作、逻辑操作和数据传输。示例包括x86架构中的AX、BX、CX和DX寄存器。
  2. 专用寄存器：这些具有特定功能，通常不适用于所有类型的数据操作。示例包括：
    • 指令寄存器（IR）：保存当前正在执行的指令。
    • 程序计数器（PC）：包含要执行的下一条指令的地址。
    • 堆栈指针（SP）：指向内存中堆栈的顶部。
    • 基址和索引寄存器：用于内存寻址。
  3. 段寄存器：用于某些架构（如x86）以保存内存中段的基址。示例包括代码段（CS）、数据段（DS）和堆栈段（SS）寄存器。
  4. 状态寄存器或标志寄存器：保存条件代码或标志，指示上次操作的结果，如零、进位、溢出等。
  5. 控制寄存器：用于控制CPU操作和模式。示例包括x86架构中的控制寄存器，用于管理分页、保护和其他系统级特性。
  6. 浮点寄存器：用于支持浮点硬件的CPU中的浮点算术操作。
  7. 常量寄存器：一些架构有保存常量值（如零或一）的寄存器，以优化某些操作。

这些寄存器一起工作以促进指令的执行、管理数据流并控制CPU的操作。

机器指令，也称为机器代码指令，是计算机的CPU（中央处理单元）可以直接执行的低级命令。每个指令通常包含几个关键组件：

  1. 操作码（Opcode）：这指定要执行的操作，如加法、减法、加载、存储等。操作码告诉CPU要采取什么行动。
  2. 操作数：这些是指令将操作的数据项或值。操作数可以是立即值（常量）、寄存器或内存地址。
  3. 寻址模式：这决定了如何访问操作数。常见的寻址模式包括立即寻址、直接寻址、间接寻址和寄存器寻址。
  4. 指令格式：这定义了指令的结构，包括操作码和操作数在指令内的大小和位置。
  5. 条件代码：一些指令可能影响或受条件代码或标志的影响，这些是保存有关操作结果状态信息的专用寄存器（例如，零标志、进位标志）。

这些组件一起工作以定义CPU将执行的精确动作，例如移动数据、执行算术操作或控制程序流。

是的，您描述的是寄存器直接寻址，这是计算机架构中使用的另一种寻址模式。以下是这种模式的解释：

寄存器直接寻址：

寄存器直接寻址是高效的，因为它利用了CPU寄存器的速度，使其成为最快的寻址模式之一。它常用于操作数频繁访问或修改的操作中，例如循环或算术操作。

当然！让我们通过每个寻址模式的示例来说明它们如何工作：

  1. 立即寻址：
    • 示例： 
      MOV A, #5
    • 解释：在此示例中，值5直接包含在指令中。CPU将值5移动到寄存器A中，无需访问内存。这是立即寻址，因为操作数（5）在指令中立即可用。
  2. 直接寻址：
    • 示例： 
      MOV A, [1000]
    • 解释：这里，指令告诉CPU将存储在内存地址1000处的值移动到寄存器A中。操作数位于特定的内存地址，因此CPU需要访问内存来检索它。这是直接寻址，因为操作数的地址在指令中直接指定。
  3. 间接寻址：
    • 示例： 
      MOV A, [B]
    • 解释：在此示例中，寄存器B包含一个地址（比如2000）。CPU首先从寄存器B检索地址，然后访问地址2000处的内存以获取实际的操作数值，最后将该值移动到寄存器A中。这是间接寻址，因为指令指向一个包含操作数地址的位置，增加了一个额外的间接级别。

这些示例说明了每种寻址模式如何访问操作数，立即寻址是最直接和最快的，间接寻址涉及检索操作数的额外步骤。

在计算机架构的上下文中，寻址模式决定了如何访问指令的操作数。以下是您提到的三种寻址模式的解释，按从最快到最慢的顺序排列：

  1. 立即寻址：
    • 速度：最快
    • 解释：在立即寻址中，操作数是指令本身的一部分。这意味着数据在指令内直接可用，因此不需要额外的内存访问来获取操作数。这使其成为最快的模式，因为CPU可以立即使用数据而无需任何进一步的查找。
  2. 直接寻址：
    • 速度：快
    • 解释：在直接寻址中，指令包含内存中操作数的地址。CPU直接访问此地址以获取操作数。这种模式比立即寻址慢，因为它需要一次额外的内存访问来从指定地址检索操作数。
  3. 间接寻址：
    • 速度：最慢
    • 解释：在间接寻址中，指令包含一个指向另一个地址的地址，而该地址又包含实际的操作数。这可能涉及多次内存访问：首先获取操作数的地址，然后获取操作数本身。这种额外的间接级别使其成为三种模式中最慢的。

总之，立即寻址是最快的，因为操作数直接可用；直接寻址较慢，因为它需要一次内存访问来获取操作数；间接寻址是最慢的，因为它可能需要多次内存访问。

您提供的段落讨论了复杂指令集计算（CISC）架构的方面，这是一种以其丰富多样的指令集而闻名的计算机架构类型。让我们分解关键点并用英文解释它们：

CISC架构

  1. 基本处理组件：CISC是许多桌面计算机系统的基本设计原则。它指的是处理器执行指令的方式。
  2. 微处理器的核心：在CISC架构中，微处理器的核心功能涉及执行复杂指令。这些指令设计用于执行多个操作，例如将数据移动到寄存器或执行加法等算术操作。
  3. 指令存储：指令存储在寄存器中，这些是处理器内部的小型快速存储位置。术语“AR寄存器”可能指的是地址寄存器，它保存指令或数据的内存地址。
  4. 多步执行：CISC指令通常由多个步骤组成。每个指令可以执行多个操作，使执行过程更复杂，但可能对某些任务更高效。
  5. 操作：CISC处理器中的典型操作包括将值移动到寄存器和执行算术操作，如加法。这些操作是处理器如何操作数据的基础。

总之，CISC架构的特点是其执行复杂指令的能力，这些指令执行多个操作，利用寄存器来高效存储和操作数据。这种设计旨在通过减少完成给定操作所需的指令数量来优化广泛任务的性能。

并行传输，也称为并行通信，是一种同时传送多个数据位的方法。在这种传输类型中，数据并行发送，意味着多个位通过单独的通道或线路同时传输。这与串行传输形成对比，在串行传输中，数据位通过单个通道一个接一个地发送。

并行传输的关键特性：

  1. 速度：并行传输可以比串行传输更快，因为多个位同时发送。这可以显著增加数据吞吐量，特别是对于大量数据。
  2. 复杂性：与串行传输相比，并行传输需要更多的电线或通道。这增加了系统的复杂性和成本，特别是在长距离时。
  3. 同步：确保所有位同时到达可能具有挑战性。偏移，即位到达时间的差异，在并行传输系统中可能是一个问题。
  4. 用例：并行传输常用于内部计算机总线，如CPU和内存之间的数据总线，其中短距离和高速至关重要。
  5. 错误处理：并行传输系统通常需要强大的错误检查机制来处理潜在问题，如串扰（相邻电线上信号之间的干扰）。

并行传输的示例：

由于维护多个通道的复杂性和成本，并行传输较少用于长距离通信。相反，串行传输通常用于此类应用，使用多路复用等技术来实现更高的数据速率。

在计算机架构中，术语“指令字长度”指的是处理器可以执行的指令的大小，以位为单位。这个长度是计算机架构的一个关键方面，因为它决定了几个关键特性：

  1. 指令集复杂性：指令字的长度影响处理器可以执行的操作的复杂性和多样性。较长的指令字可以编码更复杂的操作，而较短的指令字可能仅限于更简单的任务。
  2. 内存使用：指令字长度影响存储程序所需的内存量。较短的指令使用更少的内存，这在内存资源有限的系统中可能是有利的。
  3. 处理速度：指令的长度可以影响处理器执行它们的速度。较短的指令可能更快解码和执行，但它们可能需要更多指令来执行复杂任务。
  4. 兼容性和可移植性：指令字长度是处理器设计的一个基本方面，为一个指令字长度编译的程序可能无法在不同长度的处理器上运行而无需修改。

常见的指令字长度包括8位、16位、32位和64位，每种在性能、内存使用和复杂性方面都有其自身的优势和权衡。

索引寻址通常与需要动态访问内存中数据（如数组元素或数据结构）的操作码（操作代码）一起使用。利用索引寻址的特定操作码取决于CPU的指令集架构（ISA），但通常，它们属于引用内存操作数的加载、存储、算术或逻辑操作类别。以下是一些基于常见ISA的示例：

  1. 加载/存储操作：
    • LDA（加载累加器）或LDX（加载索引寄存器）：在像6502或类似的架构中，这些可能使用索引寻址来从基地址加索引计算的存储位置获取值。
    • STA（存储累加器）：将值存储到由索引寻址确定的存储位置。
    • 示例（6502）：LDA $1000,X将累加器加载为地址$1000 + X处的值，其中X是索引寄存器。
  2. 算术操作：
    • ADD或SUB：在一些ISA（例如x86）中，像ADD [BX + SI]这样的操作码使用索引寻址来将内存中的值（BX中的基地址加SI中的索引）加到寄存器。
    • 示例（x86）：ADD AX, [BX + DI]将内存地址[BX + DI]处的值加到AX寄存器。
  3. 逻辑操作：
    • AND、OR、XOR：这些可能使用索引寻址来对内存操作数执行位操作。
    • 示例（x86）：AND [SI + 4], AX在内存地址[SI + 4]处的值和AX寄存器之间执行逻辑AND。
  4. 分支或跳转指令（较少见）：
    • 一些ISA允许索引寻址用于计算跳转目标，如x86中的JMP [TABLE + BX]，其中跳转地址从内存中的查找表获取。

为什么使用索引寻址？

需要索引寻址的操作码通常是那些操作顺序或结构化数据（例如数组、表或记录）的操作码，其中确切的内存位置在编译时不是固定的，而是取决于索引寄存器中的运行时值。这在循环或处理列表时很常见。

架构特定说明：

如果您在询问特定架构（例如x86、ARM、6502），请告诉我，我可以提供更量身定制的示例！

在使用索引寻址模式的指令中，操作数位于内存中。

详细来说，索引寻址是一种方法，其中操作数的内存地址通过将偏移量（由索引寄存器提供）加到基地址（通常在指令中指定）来计算。这允许CPU在程序执行期间通过调整索引值来动态访问内存中的数据，例如数组中的元素。然后，ALU可以在从内存获取此操作数后对其执行操作。

CPU内部ALU（算术逻辑单元）组件的基本功能是执行算术操作和逻辑操作。

这些操作是CPU如何处理数据和执行指令的基础。

让我们考虑在简单汇编语言指令的上下文中立即寻址的示例。

示例：

假设我们正在为处理器使用一种假设的汇编语言。指令可能看起来像这样：

MOV R1, #50

当此指令执行时：

  1. 处理器从程序内存中获取指令。
  2. 它解码操作码MOV并识别它正在使用立即寻址，因为#。
  3. 值50直接加载到寄存器R1中，无需从另一个内存位置获取。

如何存储：

在程序内存中，此指令可能表示为单个二进制字，例如：

在立即寻址中，操作数直接写入指令本身，并与操作码一起存储在程序内存中。这种寻址模式通常用于为通用寄存器或内存位置分配初始值。

在RISC（精简指令集计算）指令系统中，指令的长度通常是一致的。RISC是一种计算机指令集架构（ISA）类型，设计理念是简化指令集以使指令执行更高效。在RISC架构中，目标是减少指令的数量和复杂性，通常导致指令长度统一。这种一致性提高了指令执行的速度和效率。

与CISC（复杂指令集计算）架构相比，CISC架构具有更多更复杂的指令，长度各异，RISC架构依赖于更少、更简单的指令，并通常采用固定长度的指令格式。这种设计允许处理器更快地解码和执行指令，提高计算机的整体性能。

在计算机架构的上下文中，特别是像MIPS这样的CPU，中断和异常是用于在程序执行期间处理意外或特殊事件的机制。虽然它们服务于类似的目的（转移CPU的正常流来处理问题），但它们在起源、时间和处理方面有所不同。以下是详细解释：

中断

异常

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