Mis on arvutijuhised?

On üsna lihtne mõista, et arvutid käitavad tarkvara, näiteks operatsioonisüsteemi või veebibrauserit. Siiski on isegi üldiselt teada, et tarkvara arendatakse koodi kirjutamise teel mis tahes paljudest programmeerimiskeeltest. Tavaliselt kompileeritakse see kood vormingusse, mida arvuti saab käitada.

Arvutid ei saa aru pythonist, C-st, Javast ega ühestki muust programmeerimiskeelest. Kõik juhised peavad olema antud käsukomplekti vormingus. Juhiste komplekt on arvutijuhiste kogu. Iga üksikasju kirjeldab, millist toimingut ja millistel andmetel teha tuleb. Kõige tavalisem arvuti juhiste komplekt on x86. Täpsemalt, varianti x86-64 nimetatakse ka AMD64-ks.

Juhiste komplekti täielikkus

Arvuti töötamiseks on vaja nelja peamist juhendamise kategooriat. Aritmeetilised, loogilised ja nihkejuhised. Juhised andmete teisaldamiseks süsteemimälu ja registrite vahel. Sisend- ja väljundjuhised. Programmi juhtimis- ja olekujuhised.

Aritmeetilised, loogilised ja nihkekäsklused võimaldavad arvutil arvutusi teha. Seda juhiste alamhulka kasutatakse tegelike arvutuste tegemiseks. Kõik andmed, mida protsessor vajab töötamiseks, salvestatakse RAM-i. Et CPU saaks sellele juurde pääseda, et sellega töötada. Andmed peavad aga olema töötleja registrites. Sellisena on juhised, mis liigutavad andmeid RAM-i ja registrite vahel, jõudluse jaoks kriitilise tähtsusega.

Kuigi arvutid teevad paljusid asju, on tavaliselt inimestevaheline suhtlus. Nende interaktsioonide jäädvustamine ja nendega tegelemine on arvutite interaktiivseks hoidmiseks ülioluline. Lisaks võib arvutikood sageli jaguneda kaheks erinevaks haruks ja tuleb teha valik, kumba võtta. Neid nimetatakse harukäskudeks ja need on vajalikud keerukaks programmeerimiseks, sealhulgas for- ja while-tsüklite jaoks. Juhtimisjuhised on samuti kesksed toimingud, mis tagavad, et toimingud toimuvad õiges järjekorras.

Mis on juhend?

Käsk on määratletud funktsionaalsus, mida protsessor saab täita. Toiming kuvatakse tavaliselt lühikese käsunimetusega. Tegelik käsk on kodeeritud lühikese opkoodina. Paljud toimingud peavad teatud andmetega oma toiminguid tegema. Nende andmete aadressiteavet nimetatakse operandideks. Kõige elementaarsem toiming on üldiselt tuntud kui NOP. NOP on lühend sõnadest "no operatsiooni". NOP ei vaja täiendavaid operande, kuna see käsib CPU-l ühe taktitsükli jooksul jõude olla. X86-s on NOP kodeeritud kui 0x90.

JMP on teine ​​operatsioon. See reguleerib programmiloendurit, mis osutab järgmisele juhisele. Üldjuhul on järgmine käivitatav käsk loendis järgmine käsk. Kuid see ei saa olla tõsi mõlemal juhul, kui jõuate hargneva väiteni. JMP võimaldab harul hüpata edasi või tagasi juhiste komplekti, mis võib olla kaugel, võimaldades tarkvaral jätkata ettenähtud viisil. X86-s on JMP kodeeritud kui 0xE9…0xEB, 0xFF/4 ja 0xFF/5. JMP võtab operandi, mis täpsustab mäluaadressi, millele programmiloendurit tuleb värskendada, et osutada õigele järgmisele käsule.

Järeldus

Arvutijuhised, tuntud ka kui masinjuhised, on üks käsk juhiste komplekti osana. Juhistes kirjeldatakse protsessori täpseid toiminguid. Enamik, kuid mitte kõik, peavad töötama andmetega ja neid kutsutakse operandide kõrval. Need operandid osutavad registritele, mis sisaldavad opereeritavaid andmeid.