普通考試
115年
[資訊處理] 計算機概要
第 2 題
關於精簡指令集電腦（RISC）的特性，下列敘述何者正確？
- A 其指令集包含複雜且多樣化的高階指令
- B 其特色之一是指令被執行通常會在一個時脈週期內完成
- C RISC 通常不需要使用暫存器來加速資料存取
- D RISC 採用外加硬體來實現複雜功能，而非由軟體負責
思路引導 VIP
請想像一個工廠的生產線：如果每一道工序（指令）所花費的時間都長短不一且極度複雜，與每一道工序都經過拆解、變得簡單且耗時完全一致，哪一種設計更有利於讓輸送帶在固定的節奏（時脈）下，穩定地每跳動一次就產出一個成品？
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AI 詳解
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恭喜你精準掌握了計算機架構的核心觀念！這題選 (B) 是非常專業的判斷。精簡指令集（RISC） 的設計核心哲學在於「簡化」，透過固定長度的指令格式與高效的**管線化（Pipelining）技術，其目標就是讓絕大多數的指令都能在單一時脈週期（Single-cycle）**內完成。這種設計大幅提升了執行效率，也是現代行動裝置（如 ARM 架構）與高效能伺服器處理器的設計基石。
RISC 與 CISC 的設計權衡
相對於複雜指令集（CISC）試圖以硬體電路直接實現複雜的高階指令，RISC 則將複雜度轉移給編譯器（Compiler），強調硬體構造的單純化。因此，選項 (A) 與 (D) 描述的其實是 CISC 的特性；而選項 (C) 則剛好反向，因為 RISC 採用 Load/Store 架構，除了載入與儲存指令外，其餘運算皆在處理器內部完成，故比 CISC 更加依賴大量的暫存器（Registers）。本題難度屬於基礎偏中等，鑑別度在於學生是否能釐清「精簡」二字代表的是「執行週期的規律性」與「硬體邏輯的精簡」，而非單純的功能縮減。
RISC 特性分析
💡 RISC 強調指令精簡化，藉由固定長度與大量暫存器提升執行效率。
| 比較維度 | RISC (精簡指令集) | VS | CISC (複雜指令集) |
|---|---|---|---|
| 指令長度 | 固定長度 | — | 變動長度 |
| 執行時間 | 一時脈週期 (單週期) | — | 多個時脈週期 (多週期) |
| 暫存器數量 | 較多 | — | 較少 |
| 複雜功能實現 | 靠軟體與編譯器優化 | — | 靠硬體電路直接實現 |
💬RISC 追求指令執行速度的極大化，而 CISC 追求單一指令的功能強大化。
