Hvað er leiðbeiningasett?

Sérhver örgjörvi er hannaður frá grunni til að styðja tiltekið leiðbeiningarsett. Leiðbeiningarsett er sett af harðkóðuðum aðgerðum sem örgjörvinn getur framkvæmt. Þessar aðgerðir geta til dæmis verið að leggja saman tvær tölur, hoppa yfir í annan hluta forritsins eða bera saman tvö gildi. Hver aðgerð sem tölva getur framkvæmt er einstaklega táknuð með opkóða.

Opcodes

Þegar forrit er keyrt notar CPU forritateljara til að rekja hvaða leiðbeiningar þarf að framkvæma næst. Þegar leiðbeining er sótt er forritateljarinn hækkaður um lengd leiðbeiningarinnar þannig að hún vísar til upphafs næstu leiðbeiningar. Hver kennsla samanstendur af opkóða. Það fer eftir leiðbeiningunum, það getur innihaldið operanda eða ekki. Opendur geta verið fast gildi eða bendi á staðsetningu gildis í örgjörvaskránni eða í vinnsluminni kerfisins.

Þegar öll leiðbeiningin hefur verið sótt þarf að afkóða hana. Þetta er ferlið þar sem CPU aðskilur opkóðann og hvaða operanda sem er. Afkóðaði opkóðinn er notaður til að virkja eða slökkva á tilteknum rafleiðum í örgjörvanum sem leiða til réttrar aðgerðar.

Þegar leiðbeiningin hefur verið afkóðuð verður hún keyrð. Nákvæm hegðun örgjörvans fer eftir aðgerðinni. Samlagningaraðgerð mun leggja saman tvö gildi. Stökkaðgerð mun reikna út hvar í forritinu á að hoppa á. Samanburðaraðgerð ber saman tvö gildi. NOP aðgerð mun standa aðgerðalaus, þar sem NOP stendur fyrir No Operation.

Flestar leiðbeiningar munu síðan gefa út niðurstöðu aðgerðarinnar. Þessi framleiðsla getur farið í örgjörvaskrárnar og, ef nauðsyn krefur, í kerfisvinnsluminni. Hver þessara aðgerða tekur eina klukkulotu að ljúka.

Ólöglegir Opcodes

Hver CPU arkitektúr hefur sinn sérstaka lista yfir opkóða sem framleiðandinn gefur út. Gildi þessara opkóða eru ekki endilega sami krossvettvangurinn, þess vegna þarf að setja saman hugbúnað fyrir mismunandi arkitektúr. Í sumum tilfellum inniheldur framleiðandinn einnig óskráða opkóða. Þetta er nefnt „ólöglegir opnunarkóðar“. Ólöglegir opnunarkóðar, þó þeir séu óskráðir, munu framkvæma sömu aðgerðina í hvert skipti sem þeir eru kallaðir. Sem óskráðir og óstöðlaðir eiginleikar geta uppfærslur á CPU arkitektúr einfaldlega fjarlægt þær.

Sumir snemma tölvuleikir á Apple II treystu á tiltekna ólöglega opkóða. Þeir urðu síðan fyrir afköstum og stöðugleikavandamálum í síðari Apple IIc CPU endurskoðuninni þar sem IIc fjarlægði ólöglegu opkóðana sem leikirnir þurftu. Ólöglegir opnunarkóðar voru einnig notaðir í höfundarréttarverndarhringjum sem öryggisaðferð í gegnum óskýrleika í baráttu þeirra gegn sjóræningjum sem brjóta innihald þeirra. Sumir ólöglegir opkóðar eru einfaldlega ætlaðir sem villuleitartæki og villumeðhöndlarar.

x86 leiðbeiningasettið inniheldur mikinn fjölda óskráðra ólöglegra opkóða. Athyglisvert er að sumt af þessu er deilt á milli Intel og AMD örgjörva, sem gefur til kynna að bæði fyrirtækin séu opinberlega meðvituð um tilgang sinn meðan þau eru óskráð.

Þýðendur og samkoma

Flest forrit eru skrifuð á háttsettum tungumálum. Þetta er tiltölulega auðvelt að lesa, oft eru notuð ensk orð eða stytting til að lágmarka námsferil. Til að tölva geti keyrt þessi forrit þarf að setja þau saman. Þýðandi er í grundvallaratriðum þýðandi. Það tekur háþróaðan kóða og breytir honum í tölvukóða, leiðbeiningarnar sem örgjörvinn getur skilið.

Það er líka mögulegt, á sumum tungumálum, að keyra ósamsettan kóða í gegnum áður samsett forrit sem býr til vélkóða á flugi. Assembly er forritunarmál á lágu stigi sem notar skammstafanir til að gera forriturum kleift að sjá og stjórna þeim aðgerðum sem framkvæmdar eru. NOP er dæmi um samsetningu styttingu.

Niðurstaða

Leiðbeiningarsett er listi yfir opinberar aðgerðir sem CPU arkitektúr getur keyrt. Það er listi yfir aðgerðir sem hægt er að framkvæma. Þessar aðgerðir eru harðkóðar inn í CPU og kallaðar með því að nota viðkomandi opkóða.

Hugbúnaður notar almennt þýðanda til að þýða úr mannalæsilegum háþróakóða yfir í vélkóðann sem örgjörvinn getur lesið. Stundum getur CPU arkitektúr haft óskráða opkóða, kallaðir ólöglegir opkóðar. Ólöglegir opnunarkóðar eru tæknilega hluti af leiðbeiningasettinu. Hins vegar gætu þeir ekki verið áreiðanlega fáanlegir í endurteknum vettvangi í framtíðinni. Ekki gleyma að skilja eftir hugsanir þínar í athugasemdunum hér að neðan.