A respeito dos sistemas de computadores, responda:
Descreva e compare máquinas com conjuntos de instrução RISC e CISC.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para descrever e comparar máquinas com conjunto de instruções RISC e CISC. Isso faz parte da matéria de Arquitetura de Computadores, mais especificamente famílias de conjuntos de instruções (ISA). Para resolver, a gente vai precisar:
• Entender o que é ISA (Instruction Set Architecture).
• Saber o que caracteriza RISC (Reduced Instruction Set Computer).
• Saber o que caracteriza CISC (Complex Instruction Set Computer).
• Fazer um comparativo entre as duas abordagens.

Passo 2

O que é uma ISA?
ISA (Instruction Set Architecture) é a “língua” que o processador entende. Ela define as instruções (como “soma”, “carrega um dado da memória”, “desvie se zero”), o formato delas, quantos registradores existem, modos de endereçamento e por aí vai.

Passo 3

Definindo RISC
RISC (Reduced Instruction Set Computer) é um tipo de ISA que prioriza:
  1. Instruções simples e de tamanho fixo (por exemplo, sempre 32 bits).
  2. Poucas modos de endereçamento (normalmente registrador para registrador).
  3. Cada instrução executa em poucos ciclos de clock (idealmente 1).
  4. Projeto de hardware amigável a pipeline (faz várias instruções em paralelo).
Por que simplificar instruções?
• Facilita o pipeline: cada estágio (busca, decodifica, executa…) dura o mesmo tempo.
• Permite alta frequência de clock.
• Gasta menos energia por instrução.

Passo 4

Definindo CISC
CISC (Complex Instruction Set Computer) é o oposto em alguns sentidos:
  1. Instruções complexas, que podem fazer várias operações em um único comando (por exemplo, “carrega da memória, soma e armazena de volta”).
  2. Tamanho de instrução variável (8, 16, 32 bits etc.).
  3. Muitos modos de endereçamento (direto, indireto, indexado etc.).
  4. Parte do trabalho pode ser feito por microcódigo dentro da CPU (um “pequeno programa” que implementa instruções).
Por que ter instruções complexas?
• Tenta reduzir o número de instruções por programa.
• Facilita a escrita de compiladores antigos (menos tradução manual).
• Otimiza espaço de memória em sistemas com RAM limitada.

Passo 5

Comparando os dois estilos
  1. Complexidade do Hardware
    – RISC: mais simples, favorece clock alto e pipeline eficiente.
    – CISC: mais complexo, microcódigo e decodificação sofisticada.
  2. Desempenho
    – RISC: muitas instruções simples, mas rápidas; bom em aplicações que tiram proveito de pipeline.
    – CISC: menos instruções por tarefa, mas cada instrução pode levar vários ciclos; pode ficar “engasgado” no pipeline.
  3. Tamanho do Código
    – RISC: tende a gerar códigos maiores (mais instruções para fazer a mesma coisa).
    – CISC: código mais compacto, pois cada instrução faz mais.
  4. Consumo de Energia
    – RISC: geralmente mais eficiente por instrução.
    – CISC: mais pesado, mas pode compensar pela quantidade menor de instruções.
  5. Exemplos
    – RISC: ARM, MIPS, RISC-V.
    – CISC: x86 (Intel/AMD), VAX (antigo), 68k (Motorola).

Resposta

Máquinas RISC têm um conjunto reduzido de instruções simples e de tamanho fixo, projetadas para rodar em poucos ciclos e facilitar pipelines de alta velocidade. Já as CISC oferecem instruções mais poderosas e variadas (tamanho variável, muitos modos de endereçamento), usando microcódigo para implementar operações complexas. Em resumo: RISC é hardware mais simples e rápido por instrução, mas gera código maior; CISC entrega código compacto com instruções versáteis, porém traz circuito mais complexo e ciclos de execução maiores.

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