Architektura zestawu instrukcji

Architektura zestawu instrukcji procesora (ang. instruction set architecture, ISA), model programowy procesora − ogólne określenie dotyczące organizacji, funkcjonalności i zasad działania procesora, widoczne z punktu widzenia programisty jako dostępne mechanizmy programowania. Na model programowy procesora składają się, między innymi:

• lista rozkazów procesora,
• typy danych,
• dostępne tryby adresowania,
• zestaw rejestrów dostępnych dla programisty,
• zasady obsługi wyjątków i przerwań.

Procesory posiadające ten sam model programowy są ze sobą kompatybilne, co oznacza, że mogą wykonywać te same programy i generować te same rezultaty. W początkowej historii procesorów model programowy procesora zależał od fizycznej implementacji procesora i niejednokrotnie całkowicie z niej wynikał. Obecnie tendencja jest odwrotna i stosuje się bardzo różne implementacje fizyczne (mikroarchitektury) pochodzące od różnych producentów, natomiast realizujące ten sam ISA.

ISA można klasyfikować na wiele różnych sposobów. Powszechną klasyfikacją jest architektoniczna złożoność. Procesor o złożonym zestawie instrukcji (CISC) zawiera wiele instrukcji specjalistycznych, z których niektóre mogą być rzadko używane w programach praktycznych. Procesor ze zredukowanym zestawem instrukcji (RISC) upraszcza procesy, skutecznie implementując tylko instrukcje, które są często używane w programach, podczas gdy mniej powszechne operacje są implementowane jako podprogramy, których wynikowy dodatkowy czas wykonania procesora jest przesunięty przez rzadkie użycie^[1].

Inne typy to, VLIW, LIW i EPIC. Te architektury starają się wykorzystać równoległość na poziomie instrukcji przy mniejszej ilości sprzętu niż CISC i RISC, czyniąc kompilator odpowiedzialnym za wydawanie instrukcji i planowanie.

Zbadano architektury o jeszcze mniejszej złożoności, takie jak komputer z minimalnym zestawem instrukcji MISC i OISC. Są to teoretycznie ważne typy, ale nie zostały skomercjalizowane.

• CISC (ang. Complex Instruction Set Computing) – mikroprocesor ma bogaty zestaw instrukcji o dużych możliwościach,
• RISC (ang. Reduced Instruction Set Computing) – ma prostszy i mniejszy zestaw instrukcji,
• VLIW (ang. Very Long Instruction Word) – pozwala na łączenie wielu prostych instrukcji w jeden wielki opcode,
• MISC (ang. Minimal Instruction Set Computing) – posiada minimalny zestaw instrukcji,
• ZISC (ang. Zero Instruction Set Computing) – ma zerowy zestaw instrukcji.

• architektura procesora
• architektura komputera
• architektura oprogramowania