关于CPU指令集，帮我理一下思路。

CPU常见的指令集有?~

　　CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看，如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、 SSE2（Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2）和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集，分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力。我们通常会把CPU的扩展指令集称为"CPU的指令集"。


　　精简指令集的运用

　　在最初发明计算机的数十年里，随着计算机功能日趋增大，性能日趋变强，内部元器件也越来越多，指令集日趋复杂，过于冗杂的指令严重的影响了计算机的工作效率。后来经过研究发现，在计算机中，80％程序只用到了20％的指令集，基于这一发现，RISC精简指令集被提了出来，这是计算机系统架构的一次深刻革命。RISC体系结构的基本思路是：抓住CISC指令系统指令种类太多、指令格式不规范、寻址方式太多的缺点，通过减少指令种类、规范指令格式和简化寻址方式，方便处理器内部的并行处理，提高VLSI器件的使用效率，从而大幅度地提高处理器的性能。

　　RISC指令集有许多特征，其中最重要的有：

　　指令种类少，指令格式规范：RISC指令集通常只使用一种或少数几种格式。指令长度单一（一般4个字节），并且在字边界上对齐。字段位置、特别是操作码的位置是固定的。
　　寻址方式简化：几乎所有指令都使用寄存器寻址方式，寻址方式总数一般不超过5个。其他更为复杂的寻址方式，如间接寻址等则由软件利用简单的寻址方式来合成。
　　大量利用寄存器间操作：RISC指令集中大多数操作都是寄存器到寄存器操作，只以简单的Load和Store操作访问内存。因此，每条指令中访问的内存地址不会超过1个，访问内存的操作不会与算术操作混在一起。
　　简化处理器结构：使用RISC指令集，可以大大简化处理器的控制器和其他功能单元的设计，不必使用大量专用寄存器，特别是允许以硬件线路来实现指令操作，而不必像CISC处理器那样使用微程序来实现指令操作。因此RISC处理器不必像CISC处理器那样设置微程序控制存储器，就能够快速地直接执行指令。
　　便于使用VLSI技术：随着LSI和VLSI技术的发展，整个处理器（甚至多个处理器）都可以放在一个芯片上。RISC体系结构可以给设计单芯片处理器带来很多好处，有利于提高性能，简化VLSI芯片的设计和实现。基于VLSI技术，制造RISC处理器要比CISC处理器工作量小得多，成本也低得多。
　　加强了处理器并行能力：RISC指令集能够非常有效地适合于采用流水线、超流水线和超标量技术，从而实现指令级并行操作，提高处理器的性能。目前常用的处理器内部并行操作技术基本上是基于RISC体系结构发展和走向成熟的。

　　正由于RISC体系所具有的优势，它在高端系统得到了广泛的应用，而CISC体系则在桌面系统中占据统治地位。而在如今，在桌面领域，RISC也不断渗透，预计未来，RISC将要一统江湖。


　　CPU的扩展指令集

　　对于CPU来说，在基本功能方面，它们的差别并不太大，基本的指令集也都差不多，但是许多厂家为了提升某一方面性能，又开发了扩展指令集，扩展指令集定义了新的数据和指令，能够大大提高某方面数据处理能力，但必需要有软件支持。

　　MMX 指令集
　　MMX（Multi Media eXtension，多媒体扩展指令集）指令集是Intel公司于1996年推出的一项多媒体指令增强技术。MMX指令集中包括有57条多媒体指令，通过这些指令可以一次处理多个数据，在处理结果超过实际处理能力的时候也能进行正常处理，这样在软件的配合下，就可以得到更高的性能。MMX的益处在于，当时存在的操作系统不必为此而做出任何修改便可以轻松地执行MMX程序。但是，问题也比较明显，那就是MMX指令集与x87浮点运算指令不能够同时执行，必须做密集式的交错切换才可以正常执行，这种情况就势必造成整个系统运行质量的下降。

　　SSE指令集
　　SSE（Streaming SIMD Extensions，单指令多数据流扩展）指令集是Intel在Pentium III处理器中率先推出的。其实，早在PIII正式推出之前，Intel公司就曾经通过各种渠道公布过所谓的KNI（Katmai New Instruction）指令集，这个指令集也就是SSE指令集的前身，并一度被很多传媒称之为MMX指令集的下一个版本，即MMX2指令集。究其背景，原来"KNI"指令集是Intel公司最早为其下一代芯片命名的指令集名称，而所谓的"MMX2"则完全是硬件评论家们和媒体凭感觉和印象对"KNI"的 评价，Intel公司从未正式发布过关于MMX2的消息。

　　而最终推出的SSE指令集也就是所谓胜出的"互联网SSE"指令集。SSE指令集包括了70条指令，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD（单指令多数据技术）浮点运算指令、12条MMX 整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。理论上这些指令对目前流行的图像处理、浮点运算、3D运算、视频处理、音频处理等诸多多媒体应用起到全面强化的作用。S SE指令与3DNow!指令彼此互不兼容，但SSE包含了3DNow!技术的绝大部分功能，只是实现的方法不同。SSE兼容MMX指令，它可以通过SIMD和单时钟周期并行处理多个浮点数据来有效地提高浮点运算速度。

　　SSE2指令集
　　SSE2(Streaming SIMD Extensions 2，Intel官方称为SIMD 流技术扩展 2或数据流单指令多数据扩展指令集 2)指令集是Intel公司在SSE指令集的基础上发展起来的。相比于SSE，SSE2使用了144个新增指令，扩展了MMX技术和SSE技术，这些指令提高了广大应用程序的运行性能。随MMX技术引进的SIMD整数指令从64位扩展到了128 位，使SIMD整数类型操作的有效执行率成倍提高。双倍精度浮点SIMD指令允许以 SIMD格式同时执行两个浮点操作，提供双倍精度操作支持有助于加速内容创建、财务、工程和科学应用。除SSE2指令之外，最初的SSE指令也得到增强，通过支持多种数据类型(例如，双字和四字)的算术运算，支持灵活并且动态范围更广的计算功能。SSE2指令可让软件开发员极其灵活的实施算法，并在运行诸如MPEG-2、MP3、3D图形等之类的软件时增强性能。Intel是从Willamette核心的Pentium 4开始支持SSE2指令集的，而AMD则是从K8架构的SledgeHammer核心的Opteron开始才支持SSE2指令集的。

　　SSE3指令集
　　SSE3(Streaming SIMD Extensions 3，Intel官方称为SIMD 流技术扩展 3或数据流单指令多数据扩展指令集 3)指令集是Intel公司在SSE2指令集的基础上发展起来的。相比于SSE2，SSE3在SSE2的基础上又增加了13个额外的SIMD指令。SSE3 中13个新指令的主要目的是改进线程同步和特定应用程序领域，例如媒体和游戏。这些新增指令强化了处理器在浮点转换至整数、复杂算法、视频编码、SIMD浮点寄存器操作以及线程同步等五个方面的表现，最终达到提升多媒体和游戏性能的目的。Intel是从Prescott核心的Pentium 4开始支持SSE3指令集的，而AMD则是从2005年下半年Troy核心的Opteron开始才支持SSE3的。但是需要注意的是，AMD所支持的SSE3与Intel的SSE3并不完全相同，主要是删除了针对Intel超线程技术优化的部分指令。

　　3D Now !指令集
　　由AMD公司提出的3DNow!指令集应该说出现在SSE指令集之前，并被AMD广泛应用于其K6-2 、K6-3以及Athlon（K7）处理器上。3DNow!指令集技术其实就是21条机器码的扩展指令集。

　　与Intel公司的MMX技术侧重于整数运算有所不同，3DNow!指令集主要针对三维建模、坐标变换 和效果渲染等三维应用场合，在软件的配合下，可以大幅度提高3D处理性能。后来在Athlon上开发了Enhanced 3DNow!。这些AMD标准的SIMD指令和Intel的SSE具有相同效能。因为受到Intel在商业上以及Pentium III成功的影响，软件在支持SSE上比起3DNow!更为普遍。Enhanced 3DNow!AMD公司继续增加至52个指令，包含了一些SSE码，因而在针对SSE做最佳化的软件中能获得更好的效能。

　　目前最新的Intel CPU可以支持SSE、SSE2、SSE3指令集。早期的AMD CPU仅支持3DNow!指令集，随着Intel的逐步授权，从Venice核心的Athlon 64开始，AMD的CPU不仅进一步发展了3DNow!指令集，并且可以支持Inel的SSE、SSE2、SSE3指令集。不过目前业界接受比较广泛的还是Intel的SSE系列指令集，AMD的3DNow!指令集应用比较少。

CPU的x86和ARM架构有啥区别？指令集又是啥？

悬赏真高，尽量详细作答。

错误挺多的嘛，慢慢解释

注明下面可能用到的一些名词的意义

micro-arch微架构

ISA指令集架构（指令集）

CPU处理器

HAL硬件抽象层

PLL物理逻辑层

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先说指令集，指令集是一个CPU和软件之间的接口。他不是一个实物，只是CPU提供给上层软件的一个抽象。

所以程序员在编程时并不需要了解芯片的布局，只需要知道根据那些指令能完成怎样的功能就行了（这些指令由CPU执行）。

为了方便理解，我做个比喻会好一些，就像你买来一个灯泡你并不需要知道灯泡里面的电路时如何布局的，只是简单的看看说明书，怎样装上，怎样通电就能实现发光的供能了。灯泡好比CPU，ISA就是说明书，人就当程序员（编译器）的角色。

再来说汇编指令，机器指令的关系，CPU执行的是二进制代码（这叫机器指令，机器能理解的），汇编就是给人看的，人能理解的，如add，sub指令。

每条汇编指令都有相应的二进制代码。完成他们之间的转换是汇编器（现在的汇编器和编译器是打包在一起的）。

不同的指令集有不同的指令，汇编指令对应的机器码也不同。在一个指令集中，一条汇编指令对应一条二进制机器码（图，mips指令集汇编指令对应的机器指令）

现在的程序都是由高级语言编写的，如C，C++，C#，等等，这个明显比用汇编语言去编程高效得多，高级语言到二进制代码的转换时有编译器去完成，当然编译器还有优化代码的功能，使代码执行起来更有效率。(图，手迹，一条 C语句对应的mips指令和机器所执行的二进制代码，感受一下高级语言编程的高效)

系统是介乎在应用程序层和硬件之间的，作用我也不太清楚，应该是为应用程序分配硬件资源，用哪段内存，什么时候要使用CPU执行这样吧？？

CPU的指令集所包括含的指令取决于程序员需不需要这些指令，这些指令能不能代替以往的指令使程序执行起来更有效率，说白了就是这条指令有没有存在的价值。

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下面慢慢指出错误：

“汇编是老子，系统是儿子，程序就是小儿子了。”     ——完全没有这个关系，他们不再同一个层面上。完成的工作也不同。

“是不是我把汇编指令集的100多条命令背会了，就能写出各种程序”  ——现在编程都用高级语言了。   

“系统内存中的某些地方时受保护的，禁止查看，里面有不可告人的目的。于是我就在网上找资料，资料上说汇编可以实现机器语言几乎所有的功能。看到这里，我有些困惑了，那些汇编实现不了的，机器语言能办到的，是不是就是那些不可告人的地方？”   ——汇编的攻击性的确很强，因为他可以用指令直接操作硬件。但系统就是为了不让指令操作某些内存段，因为这段内存里面放着一些重要的系统文件，一旦被破坏就会造成系统崩溃。

“我猜CPU指令集和汇编指令集都是从机器语言中挑出来的吧！”——上面说了，CPU指令集是一个抽象，他是两个层面之间的接口，表现给下层硬件的是二进制的机器码，表现给应用层面的是汇编指令。一条汇编指令对应一条机器指令。

“CPU指令集对应的机器码可以写出一个小的系统，然后写出一个最初的汇编程序，用汇编可以做一个大大的系统，再做出更高级的程序设计语言，比如C，VC++

这么想对吗？”——系统和应用程序也是由高级语言编写，因为高级语言开发（编写）更有效率，代码读起来更容易理解

“地址总线就很容易理解。我的是32位系统，就是32个地址嘛！最后一个地址是32个1。”——地址总线32位是CPU设计决定的，系统32位是系统的事，不能浑然一谈。

码字码了很久，感觉问主还是个初学者啊，在这方面还需要多看看书

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安庆市13646045209： CPU的指令大致可以归纳为? - ？
老昭八正： 从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)和AMD的3DNow!等都是CPU的扩展指令集,分别增强了CPU的多媒体、图形图象和Internet等的处理能力.通常会把CPU的扩展指令集称为＂CPU的指令集＂.

安庆市13646045209： CPU的指令集有哪些? - ？
老昭八正： (1)CISC指令集 CISC指令集,也称为复杂指令集,英文名是CISC,(Complex Instruction Set Computer的缩写).在CISC微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的.顺序执行的优点是控制简...

安庆市13646045209： 谁能帮我解释下CPU内核、指令↗集和架构之间的联系和作用 - ？
老昭八正： 指令集是一套编程的快捷算法,说白了善用指令集就能大幅提高运算的效率.而架构就是一套运行指令集的理论系统,它决定了CPU的工作模式以及执行效率.基本上每过一段时间,CPU的设计厂商就会发布一套新的CPU运算架构,而核心就是通过按照运算架构所设计的电路来制造的硬件.所以每一代新架构就对应产生不同的CPU内核.

安庆市13646045209： cpu指令是怎么回事 - ？
老昭八正： 补偿: cpu的指令集从主流的体系结构上分为精简指令集和复杂指令集,而在普通的计算机处理器基本上是使用的复杂指令集.在计算机早期的发展过程中,cpu中的指令集是没有划分类型的,而是都将各种程序需要相配合的指令集成到cpu中,...

安庆市13646045209： CPU多媒体指令集有哪些 - ？
老昭八正： MMX、MMX2、SSE、SSE2、SSE3和3DNOW.时下流行的较新的指令集是SSW3指令集,Intel出品.

安庆市13646045209： CPU指令集的问题` - ？
老昭八正： cpu作为一台电脑中的核心,它的作用是无法替代的.而cpu本身只是在块硅晶片上所集成的超大规模的集成电路,集成的晶体管数量可达到上亿个,是由非常先进复杂的制造工艺制造出来的,拥有相当高的科技含量. 然而如此一颗精密的芯片...

安庆市13646045209： 请问CPU的指令集是用来干嘛的? - ？
老昭八正： CPU_多媒体指令集解释nbsp;nbsp;nbsp;CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统.指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一.从现阶段的主流...

安庆市13646045209： CPU中的指令集是干什么用的?他是一个什么物件或程序? - ？
老昭八正： 它就是能够特定的解释一些电流或电信号的意思 要想十分清楚的话要学习数字电路与信号的知识 它不是一个物件也不是一个程序 平常说CPU有几千万个晶体管之类的,就是说这些指令集就是有这些晶体管组成的电路,而这个电路可以把它看成...

安庆市13646045209： 指令集是如何写入cpu的? - ？
老昭八正： 指令集不是写入CPU的,指令集是CPU体系结构设计的一个重要方面.CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统.这些指令系统就称为指令集,指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一.也就是说指令集是和CPU同时诞生的,而不是后来写入的.每一种CPU都有对应的指令集,指令集反映了CPU的处理能力和方式,体现编程者可以使用的指令和编程规则.

安庆市13646045209： 处理器什么是指令集?干嘛用的?？
老昭八正： CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统.指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一.从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和...