为啥大学基础教育还要坚持CISC指令集的8051教学？

沈***

一开始的处理器设计人员不知道RISC精简指令集处理器好设计吗?最少只需要35条指令集就可以编写所有程序了。为啥还要设计CISC复杂指令集处理器呢？

有谁能说一下吗？




其实很简单。就是因为那个时代没有强大的编译器。编译这个工作还是需要人类手工完成的。为了降低人类的工作量。所以CISC指令集就孕育而生了。

古代的CISC指令集处理器的真实名字其实应该是，适合人类理解，快速编程的汇编指令集处理器。

简单的说。CISC处理器的指令集不能太多，否则人类记不住，CISC的指令集成的功能又要尽可能的全，减少人类需要编写代码的数量。方便人类理解。

这其实是在编译器和C语言发明之前，大规模使用汇编编程的唯一方法。



这是常规的51的汇编代码。简单容易读懂。

而现在的ARM汇编指令集代码呢？


大家可以比较一下，基本就明白了。现代ARM的汇编代码基本已经不是人类能轻松阅读的了。

汇编指令集的发展的三个阶段

第一，方便人类编写和理解的汇编指令级 人类编程用CISC

第二，使用机器编译，减少硬件资源，方便提高频率的 极简RISC指令集 最少只要35条指令集

第三，使用机器编码，大幅度提高硬件利用率的  超长RISC指令集，或者现在称之为融合指令集。因为有微指令翻译器这个部件。所以只用考虑提高硬件利用率就足够了。输入的指令集有些处理器甚至可以编程改变，例如全美达的处理器


全美达处理器的指令集是可以再编程改变的，也就是说全美达的处理器理论上可以运行任何指令集的程序。在这种情况下，如何提高指令集更合理调用硬件资源的效率，就变成了处理器第一要考虑的工作了。

准确的说。现代ARM的指令数量已经远远超过了传统的CISC处理器的指令集数量了。岂不是简单指令集处理器比复杂指令集处理器的指令数量更多吗？

其实现代的ARM应该称之为，高执行效率指令集。它的设计初衷其实是基于TI的超长指令级原理设计的。指令集越长，输入的信息越多。处理器单位时钟能执行的程序就越高效。

这和精简指令集的设计初衷其实早就背道而驰了。只有那些指令集特别稀少的处理器。才能称之为真正的精简指令集处理器。不过无论是那种精简指令集处理器，都已经早就不再适合人类编写和学习了。

毕竟这类指令集从一开始的设计目的就是让机器来编码。来解决指令集的翻译工作。

讨论到这里，就可以回答大家，为啥大学基础教育还要坚持５１单片机的编程教学了。

因为５１单片机是最后还广泛使用的，基于为人类汇编编程而设计的指令集系统处理器。

在现在大量学生还在抱怨学习困难。单片机汇编难学的今天。51的　CISC指令集，就是学生掌握一门汇编语言，了解计算机底层运作逻辑，最容易学习的产品了。

没有５１单片机的CISC指令集，让这群没有经验的人去学习机器的RISC汇编，这基本就已经是一件不可能完成的任务了。

简单说，51指令集单片机汇编，就是现在学生最容易上手的处理器汇编指令集了，没有之一


并且对于有志于学习芯片设计的同学，51也是最方便获得verilogHDL源码的处理器核心，大家可以方便的在理解了51汇编代码之后，轻松修改51的代码。用来学习如何设计出更高效率的处理器系统。

但是如果你不了解汇编系统的原理。这一切就无从谈起了。

简单的说，51汇编，是现代学生能接触到的，最容易学习的汇编指令级系统了。没有之一。

本人的51汇编就是纯自学的。WAVE编译器+一片2051单片机就搞定了

sbk***

但现在大学里是不是不怎么教汇编了

沈***

sbk100 发表于 2023-7-21 09:47
但现在大学里是不是不怎么教汇编了

没办法啊，学生都不想学啊，这才是问题啊，本来就难。但这却是衔接处理器设计，HDL芯片设计的敲门砖啊

ang***

可以从电路层面直观了解运算过程  学习汇编

TD4 CPU  一个 4 位 CPU（中央处理）的可编程计算机系统
TD4 CPU 仿真器
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https://github.com/johnsonwust/TD4-4BIT-CPU