1970年代的指令系统是CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令系统）的天下，如CAQA下表所示，所有6个版本的CAQA这个表就没变过，永恒的经典。CISC指令系统是由当时的工艺条件（小规模集成电路，硬件少）和计算机科学（编译弱）共同决定的，是极其自然性的选择，其单位字节所能表示的运算操作个数相对多（与RISC对应）。

上次我们谈了IBM 360/370对计算机体系结构和指令系统的提出目的是为了“兼容”，是为了“市场”，关键问题是软件开发成本。70多年来的计算机领域的发展，一直是用户应用先行，软件跟进，硬件再跟进，新应用再出现，循环往复直到永远。新市场、新应用、新软件会永远不停地出现，硬件要在生产工艺的若干限制下不断地改进来支持软件。

IBM 360/370指令系统设计目标之一是重视汇编、编译和其它元程序（metaprogram，应该是函数库的前身）的广泛使用。高级编程语言极大的提升了软件开发生产力，但是高级语言的编译器当时还处在初始阶段，能力不强。同时开发编译器和操作系统本身也非常复杂，开发周期长【1】。硬件设计包括指令系统如何应对这个问题呢。

IBM 360/370是大型机（Mainframe）的代表，特点就是“贵”，只能是非常有钱的政府部门和大公司才能买得起。以DEC PDP-11为代表的的小型机应运而生，经典而传奇，它使得大学购买计算机成为可能，培育了几乎所有早期的计算机学科和计算机人才。【2】1970年代中期，DEC公司发现16位的PDP-11地址空间不够用了，需要新的机器和新的指令系统，VAX应运而生。

VAX指令系统首先要考虑的就是降低系统软件开发成本的问题，架构师们决定高级语言的每条语句对应VAX指令系统的一条指令。另外VAX特别重视代码尺寸（Code Size），因为当时硬件指令存储都不大，而编译出来的二进制程序都不小。【3】【4】

而代码尺寸小，正是CISC为数不多的优点之一。这个优点在2010年代又一次被市场认可。现在流行的x86和ARM的共同点都是平均每字节操作数多的指令系统。而传统RISC每4个字节（32位）才一个操作，二进制代码尺寸大，当“存储墙”不断严峻，取指带宽会严重影响了处理器整体性能。新时代指令系统一定要重视代码尺寸这个问题，RISC-V采用混合指令长度（32/16）和指令压缩概念解决这个问题。这个问题以后还要重点强调。

1977年DEC公司提出VAX-11的设计目标：

1） 兼容PDP-11

2） 减轻实现编译器和操作系统的负担

3） 充分利用集成电路技术的发展

VAX是一台真正的内存-内存结构计算机。VAX的这种设计被称为“高级语言计算机体系结构（HLLCA, High-Level Language Computer Architecture）”。VAX指令系统极其全面，几乎是所有指令系统的超集，在CAQA和很多指令系统相关论文中被作为指令系统量化分析的基础。

当然，“理想很丰满，现实很骨感”，HLLCA遇到了巨大的性能问题，指令系统太复杂了，使得计算机硬件的指令执行效率（单位时间执行的操作个数）非常不好。这种HLLCA除了VAX之外，就很少有市场上的建树了，很快在1980年代，让位给了RISC指令系统。

【1】Amdahl, G. M., et al. 196404. "Architecture of the IBM System/360." IBM Journal of Research and Development 8(2): 87-101.

【2】Bell, G., et al. 1970. A new architecture for mini-computers: the DEC PDP-11. AFIPS'70. Proceedings of the May 5-7, 1970, spring joint computer conference. Atlantic City, New Jersey, ACM: 657-675.

【3】Bell, G. and W. D. Strecker. 1976. Computer structures: What have we learned from the PDP-11? . ISCA-3'76. Proceedings of the 3rd annual symposium on Computer architecture, ACM: 1-14.

【4】Strecker, W. D. 197805. VAX-11/780-A virtual address extension to the DEC PDP-11 family. AFIPS'78. , ACM: 967.