指令集體系結構編譯器

A. 處理器架構、指令集和匯編語言，三者有何關系

想要知道處理器架構、指令集和匯編語言，三者有何關系，我們先要了解一下這三個名詞解釋。

指令集架構

指令集架構，簡稱指令集，ISA、CPU執行單元和解碼邏輯基本上由指令集決定。軟體和硬體之間的介面，程序員可以根據CPU的指令集編寫各種編譯器，用高級語言編寫程序。

三者之間的關系

1. 指令集決定處理器的架構，因為處理器架構是使用硬體電路實現指令集。但是什麼樣的處理器架構被使用，什麼樣的硬體電路被設計，以及每個人的設計可能不同。

2. 要設計一個處理器，您需要有一個指令集，它指示處理器操作和控制處理器以實現相應的功能。

3. 為了方便人類操作指令集，匯編語言是用來描述指令集的，匯編語言類似於人類語言，更易於閱讀。

B. CPU指令集的概念和作用

這里不再進行正式而科學的描述，如果想了解關於「指令集」最專業的權威的定義，你可以去網路中搜索了解。
這里簡單地打個比方：缺乏某種指令集的CPU，進行相關運算會非常慢甚至無法進行。就好比一個不會乘法口訣的人，想計算「一斤大白菜3塊錢，買8斤需要多少錢」這個算數問題，只能掰著手指用加法慢慢算，結果算了半分多鍾才出結果。
而擁有了指令集的加持後，就好比掌握了乘法口訣，可以瞬間「三八二十四」給出計算結果。

C. CPU指令集和CPU架構之間的關系是什麼

這是我自己早期在貼吧的回復

解釋一下幾個名詞：
指令集架構，即ISA：CPU物理硬體和上層軟體之間的一個介面。設計一個cpu，他能執行的所有指令集合就稱為指令集。ISA方便了編譯器開發者，開發者不需要知道cpu的硬體設計（指令在cpu中怎麼變成電流，時鍾信號如何控制時序，指令如何被執行等等），只要知道這個cpu兼容的指令集就可以製作編譯器了。
[好好理解「介面」的意思，學計算機的都一定要弄清楚介面，無論是學軟體還是硬體]微架構，學術界里稱為微結構，其實是一個東西。描述cpu核心的一切邏輯設計。可以說是CPU所有邏輯的草圖，不過現在的CPU都是用HDL寫的了verilog之類吧

我自作主張地把他分為兩個層面吧，我從網路圖片里搜了張圖作解釋。
硬體抽象層（HAL）

一個簡單的一位帶進位加法器

PLL層面是用一切邏輯部件去描述HAL層面上的東西，所以這層面上的當然要比HAL要復雜得多啦。

即使兼容一個指令集，CPU也可以有多種不同的設計。加速加法器，部件重用等等。


例如：用某些簡單的控制部件去控制一個部件的寄存器寫入源，這樣就可以少一個寄存器的硬體開銷了。

我再舉一個通俗點的例子：
就像你買來一個燈泡你並不需要知道燈泡裡面的電路時如何布局的，只是簡單的看看說明書，怎樣裝上，怎樣通電就能實現發光的供能了。燈泡好比CPU，裡面的所有設計就是微架構，ISA就是說明書，人就（編譯器）的角色。

D. 處理器架構，指令集和匯編語言，三者有何關系

指令集架構簡稱指令集，ISA，CPU的執行單元和解碼logic基本上由指令集決定。軟體硬體之間的一個介面，程序員根據CPU的指令集能編寫各種各樣的編譯器，用高級語言編寫程序。
匯編語言屬於指令集，指令集包括機器指令和匯編指令。一條機器指令對應一條匯編指令，如mips中的000000機器碼指令對應匯編指令的add假加法指令。匯編語言是便於人去理解的，記著一條add指令總比000000容易吧。
處理器架構就是微架構，學術界稱為微結構。主要是CPU的流水線部分的設計。

E. 什麼是RISC架構

RISC直接意思就是精簡指令集結構CPU。

這個東西太深奧了，只能復制了，試著自己寫點也刪除了。

指令集也可以理解為軟體和硬體之間溝通的橋梁，不同的廠家可能會用不同的方法來實現相同的指令集，從而讓遵循相同指令集的軟體可以無需修改即可運行。比如我們熟知的Intel和AMD都實現了x86指令集，這基本上統治了PC的市場。

Krste教授決定帶領團隊重新開發一個完全開放的、標準的、能夠支持各種應用的新指令集，他也得到了RISC的發明者之一，Dave Patterson教授的大力支持。從2010年夏天開始，大約花了四年的時間，這個團隊設計和開發了一套完整的新的指令集，同時也包含了移植好的編譯器、工具鏈、模擬器，並經過數次流片驗證。為了能夠加快開發的效率，以便能夠快速的評估和修改設計以及提高可復用性，Chisel作為一種新的硬體構建語言也被開發了出來。簡言之，你可以用scala這種函數式編程語言去設計硬體，並最終能夠生成傳統的Verilog HDL用於ASIC/FPGA，或者生成C++用於模擬。
這個新的指令集叫做RISC-V，「V」包含兩層意思，一是這是Berkeley從RISC I開始設計的第五代指令集架構，二是它代表了變化（variation）和向量（vectors）。

F. 關於cpu指令集和編譯器的問題

這些軟體在編寫時也考慮到了這點，所以用兼容的方式是可以運行的，當然，在優化過的程序（與指令集最匹配）中肯定會獲得較好的運行效率。
個人觀點，不夠專業，僅供參考！

G. 指令集、編譯器、演算法、CPU

CPU就是用來計算的，CPU可以做不同的計算，每種計算是一個命令，你可以用命令通知CPU做這種計算，所有的命令構成了指令集。
你寫的代碼CPU是不懂的，需要翻譯成上面說的命令，這個翻譯者就是編譯器。
演算法跟他們的關系稍遠一些。如果把計算比作生產的話，那演算法就是配方和工藝，指導著從原材料到產品的生產過程。

希望能幫助到你。

H. 在不考慮編譯器優化等因素下，下面那個運算比較快

下面是在編譯器不優化的情況下的代碼反匯編後的結果
14: if (a > b)//我們看到，只有3條指令，
0040104D mov edx,dword ptr [ebp-4] //將a放入寄存器EDX
00401050 cmp edx,dword ptr [ebp-8] //比較EDX和b的大小
00401053 jle main+3Ch (0040105c) //如果a<b跳轉到0040105c
15: {
16: return 1;
00401055 mov eax,1
0040105A jmp main+4Fh (0040106f)
17: }
18: if (a - b > 0)//我們看到有4條指令
0040105C mov eax,dword ptr [ebp-4]//將a放入EAX
0040105F sub eax,dword ptr [ebp-8]//a-b的差放入EAX
00401062 test eax,eax//比較EAX是否為0
00401064 jle main+4Dh (0040106d)//條件跳轉
19: {
20: return 2;
00401066 mov eax,2
0040106B jmp main+4Fh (0040106f)
21: }
所以我認為if (a > b) {....}
效率更高