Çfarë është një grup udhëzimesh?

Çdo CPU është projektuar nga themeli për të mbështetur një grup të veçantë udhëzimesh. Një grup instruksionesh është një grup operacionesh të koduara që mund të kryejë CPU. Këto operacione mund të jenë, për shembull, mbledhja e dy numrave së bashku, kërcimi në një pjesë të ndryshme të programit ose krahasimi i dy vlerave. Çdo operacion që mund të kryejë një kompjuter përfaqësohet në mënyrë unike nga një kod optik.

Opcodes

Gjatë ekzekutimit të një programi, CPU përdor një numërues programi për të gjurmuar se cili instruksion duhet të kryhet më pas. Kur merret një instruksion, numëruesi i programit rritet me gjatësinë e instruksionit në mënyrë që të tregojë fillimin e instruksionit të ardhshëm. Çdo instruksion përbëhet nga një kod optik. Në varësi të udhëzimit, ai mund të përfshijë ose jo operandë. Operandët mund të jenë një vlerë konstante ose një tregues për vendndodhjen e një vlere në regjistrin e CPU-së ose në RAM-in e sistemit.

Pasi të jetë marrë udhëzimi i plotë, ai duhet të deshifrohet. Ky është procesi ku CPU-ja ndan kodin optik dhe çdo operand. Opcode i deshifruar përdoret për të aktivizuar ose çaktivizuar rrugë specifike elektrike në CPU që do të rezultojnë në funksionimin e duhur.

Pasi instruksioni të jetë deshifruar, ai do të ekzekutohet. Sjellja e saktë e CPU-së do të varet nga funksionimi. Një operacion shtesë do të përmbledhë dy vlera së bashku. Një operacion kërcimi do të llogarisë se ku duhet të hidheni në program. Një operacion krahasimi do të krahasojë dy vlera. Një operacion NOP do të qëndrojë i papunë, pasi NOP do të thotë No Operation.

Shumica e udhëzimeve më pas do të nxjerrin rezultatin e operacionit. Ky dalje mund të shkojë në regjistrat e procesorit dhe, nëse është e nevojshme, në RAM-in e sistemit. Secili prej këtyre operacioneve kërkon një cikël të vetëm orësh për të përfunduar.

Opcodes ilegale

Çdo arkitekturë CPU ka listën e saj specifike të opkodeve të publikuar nga prodhuesi. Vlerat e këtyre opkodeve nuk janë domosdoshmërisht të njëjtat ndër-platformë, prandaj softueri duhet të përpilohet për arkitektura të ndryshme. Në disa raste, prodhuesi përfshin gjithashtu opcode të padokumentuara. Këto janë referuar si "opcode ilegale". Kodet optike të paligjshme, megjithëse janë të padokumentuara, do të kryejnë të njëjtin funksion sa herë që thirren. Sidoqoftë, si veçori të padokumentuara dhe jo standarde, përditësimet në arkitekturën e CPU thjesht mund t'i heqin ato.

Disa lojëra kompjuterike të hershme në Apple II mbështeteshin në opcode specifike të paligjshme. Më pas, ata pësuan probleme të performancës dhe stabilitetit në rishikimin e mëvonshëm të CPU-së Apple IIc pasi IIc hoqi kodet e paligjshme që kërkonin lojërat. Op-kodet ilegale u përdorën gjithashtu në qarqet e mbrojtjes së të drejtës së autorit si një metodë sigurie përmes errësirës në luftën e tyre kundër piratëve që thyejnë përmbajtjen e tyre. Disa opcode të paligjshme janë menduar thjesht si mjete korrigjimi dhe trajtues gabimesh.

Kompleti i udhëzimeve x86 përmban një numër të madh të opkodeve të paligjshme të padokumentuara. Është interesante se disa prej tyre ndahen midis CPU-ve Intel dhe AMD, duke treguar se të dyja kompanitë janë të vetëdijshme publikisht për qëllimin e tyre ndërsa nuk janë të dokumentuara.

Kompiluesit dhe Asambleja

Shumica e programeve janë shkruar në gjuhë të nivelit të lartë. Këto janë relativisht të lehta për t'u lexuar, shpesh duke përdorur fjalë angleze ose stenografi për të minimizuar kthesat e të mësuarit. Që një kompjuter të ekzekutojë këto programe, ato duhet të kompilohen. Një përpilues është në thelb një përkthyes. Ai merr kodin e nivelit të lartë dhe e konverton atë në kod kompjuterik, udhëzime që CPU mund t'i kuptojë.

Është gjithashtu e mundur, në disa gjuhë, të ekzekutohet kodi i pakompiluar përmes një programi të përpiluar më parë që gjeneron kodin e makinës menjëherë. Asambleja është një gjuhë programimi e nivelit të ulët që përdor stenografinë për t'u lejuar zhvilluesve shikueshmëri dhe kontroll të drejtpërdrejtë mbi operacionet e kryera. NOP është një shembull i stenografisë së montimit.

konkluzioni

Një grup instruksionesh është një listë e funksioneve zyrtare që mund të ekzekutojë një arkitekturë CPU. Është një listë e operacioneve që mund të kryhen. Këto operacione janë të koduara në CPU dhe thirren duke përdorur opkodet e tyre përkatëse.

Softueri në përgjithësi përdor një përpilues për të përkthyer nga kodi i nivelit të lartë i lexueshëm nga njeriu në kodin e makinës që mund të lexojë CPU. Ndonjëherë, një arkitekturë CPU mund të ketë opcode të padokumentuara, të quajtura opcode të paligjshme. Op-kodet e paligjshme janë teknikisht pjesë e grupit të udhëzimeve. Megjithatë, ato mund të mos jenë të disponueshme në mënyrë të besueshme në përsëritjet e ardhshme të platformës. Mos harroni të lini mendimet tuaja në komentet më poshtë.