Hvad er computerinstruktioner?

Det er ret nemt at forstå, at computere kører softwaren, såsom et operativsystem eller en webbrowser. Men det er endda almindeligt kendt, at software udvikles ved at skrive kode på et af de mange programmeringssprog. Typisk er den kode kompileret i et format, som computeren kan køre.

Computere kan ikke forstå python, C, Java eller noget andet programmeringssprog. Det kræver, at alle instruktioner leveres i formatet af dets instruktionssæt. Instruktionssættet er en samling af computerinstruktioner. Hver detalje, hvilken operation der skal udføres og på hvilke data. Det mest almindelige computer-instruktionssæt er x86. Specifikt omtales x86-64-varianten også som AMD64.

Instruktionssættets fuldstændighed

Der er fire hovedkategorier af undervisning, der er nødvendige for, at en computer kan fungere. Aritmetiske, logiske og skiftinstruktioner. Instruktioner til at flytte data mellem systemhukommelsen og registrene. Input og output instruktioner. Programkontrol og statusinstruktioner.

Aritmetiske, logiske og skiftinstruktioner gør det muligt for computeren at udføre beregninger. Dette undersæt af instruktioner bruges til at udføre faktiske beregninger. Alle de data, CPU'en skal bruge for at arbejde på, er gemt i RAM. For at CPU'en kan få adgang til den, så den kan fungere på den. Dataene skal dog være i databehandlerregistrene. Som sådan er instruktioner, der flytter data mellem RAM og registrene, afgørende for ydeevnen.

Mens computere gør mange ting, er der typisk en vis menneskelig interaktion. At fange disse interaktioner og håndtere dem er afgørende for at holde computere interaktive. Yderligere kan computerkode ofte opdeles i to adskilte grene, og der skal træffes et valg om, hvilken der skal tages. Disse er kendt som greninstruktioner og er nødvendige for kompleks programmering, herunder for og while-løkker. Kontrolinstruktioner er også kernen i at sikre, at driften foregår i den rigtige rækkefølge.

Hvad er en instruktion?

En instruktion er et defineret stykke funktionalitet, som en processor kan udføre. En operation vises typisk med et kort instruktionsnavn. Den faktiske instruktion er kodet som en kort opcode. Mange operationer skal udføre deres operation på nogle data. Adresseoplysningerne for disse data er kendt som operander. Den mest basale operation er generelt kendt som NOP. NOP er en forkortelse for "ingen operation." NOP kræver ikke yderligere operander, da den instruerer CPU'en til at sidde inaktiv i en urcyklus. I x86 er NOP kodet som 0x90.

JMP er en anden operation. Den justerer programtælleren, der peger på den næste instruktion. Generelt er den næste instruktion, der skal udføres, den næste instruktion på listen. Dette kan dog ikke være sandt for begge tilfælde, når du kommer til en forgreningserklæring. JMP tillader en gren at hoppe frem eller tilbage til et sæt instruktioner, potentielt langt væk, hvilket gør det muligt for softwaren at fortsætte efter hensigten. I x86 er JMP kodet som 0xE9…0xEB, 0xFF/4 og 0xFF/5. JMP vil tage en operand, der beskriver hukommelsesadressen, som programtælleren skal opdateres til for at pege på den korrekte næste instruktion.

Konklusion

Computerinstruktion, også kendt som maskininstruktion, er en enkelt instruktion som en del af et instruktionssæt. Instruktionerne beskriver de nøjagtige handlinger, som en processor skal udføre. De fleste, men ikke alle, skal operere på data og kaldes sammen med operander. Disse operander peger på registre, der indeholder de data, der skal opereres på.