早期的計算機部件比較昂貴，主頻低，運算速度慢。為了提高運算速度，人們不得不將越來越多的復雜指令加入到指令系統中，以提高計算機的處理效率，這就逐步形成復雜指令集計算機體系。為了在有限的指令長度內實現更多的指令，人們又設計了操作碼擴展。然后，為了達到操作碼擴展的先決條件——減少地址碼，設計師又發現了各種尋址方式，如基址尋址、相對尋址等，以最大限度地壓縮地址長度，為操作碼留出空間。Intel公司的X86系列CPU是典型的CISC體系的結構，從最初的8086到后來的Pentium系列，每出一代新的CPU，都會有自己新的指令，而為了兼容以前的CPU平臺上的軟件，舊的CPU的指令集又必須保留，這就使指令的解碼系統越來越復雜。復雜指令集計算機（Complex

Instruction

Set

Computer，CISC）

CISC可以有效地減少編譯代碼中指令的數目，使取指操作所需要的內存訪問數量達到最小化。此外CISC可以簡化編譯器結構，它在處理器指令集中包含了類似于程序設計語言結構的復雜指令，這些復雜指令減少了程序設計語言和機器語言之間的語義差別，而且簡化了編譯器的結構。為了支持復雜指令集，CISC通常包括一個復雜的數據通路和一個微程序控制器。（1）指令的2/8規律

CISC計算機系統中，各種指令的使用頻率相差懸殊。大量的統計數字表明，大概有20%的比較簡單的指令被反復使用，使用量約占整個程序的80%；而有80%左右的指令則很少使用，其使用量約占整個程序的20%。

CISC體系結構的計算機存在以下一些問題

（2）VLSI制造工藝要求CPU控制邏輯的規整性

VLSI工藝要求規整性，而CISC處理器中，為了實現大量復雜的指令，控制邏輯極不規整，給VLSI工藝造成很大困難。

以CISC處理器中，大量使用微程序技術以實現復雜的指令系統。許多簡單指令沒有必要用微程序來實現。而復雜的指令，用微程序實現和簡單指令組成的子程序實現已經沒有多大區別。

（3）軟硬件的功能劃分

在CISC中，為了支持目標程序的優化，支持高級語言和編譯程序，增加了許多復雜的指令，用一條指令來替代一串指令。這些復雜指令簡化目標程序，縮小了高級語言與機器指令之間的語義差距。但是，增加了這些復雜指令并不等于縮短了程序的執行時間。為了實現復雜的指令，不僅增加了硬件的復雜程序，而且使指令的執行周期大大加長。據統計，一般CISC處理器的指令平均執行周期都在4以上，有些在10以上，如Intel公司的8088等。這里有一個軟件與硬件的功能如何恰當分配的問題。在CISC中，通過增強指令系統的功能，簡化了軟件，增加了硬件的復雜程度。然而，由于指令復雜了，指令的執行時間必然加長，從而有可能使整個程序的執行時間反而增加，因此，在計算機體系結構設計中，軟硬件功能劃分必須核實。精簡指令系統計算機（ReducedInstructionSetComputer,RISC）RISC設計方案是針對指令執行的“微程序控制方式”提出來的改進方案。主要目的在于提高性能價格比。由于CISC有2：8的規律，RISC把使用頻度為80%的、在指令系統中僅占20%的簡單指令保留下來，消除剩余80%的復雜指令。這些復雜功能改用子程序的方式實現。采用程序中使用頻度最高的、簡單的、能在一個時鐘周期內執行完畢的指令，提高了指令的執行效率。RISC芯片的工作頻率一般在400MHZ數量級。時鐘頻率低，功率消耗少，溫升也少，機器不易發生故障和老化，提高了系統的可靠性。世界上絕大部分UNIX工作站和服務器廠商均采用RISC