Kas yra kompiuterio instrukcijos?

Gana lengva suprasti, kad kompiuteriuose veikia programinė įranga, pvz., operacinė sistema arba žiniatinklio naršyklė. Tačiau net plačiai žinoma, kad programinė įranga kuriama rašant kodą bet kuria iš daugelio programavimo kalbų. Paprastai tas kodas sukompiliuojamas į formatą, kurį gali paleisti kompiuteris.

Kompiuteriai nesupranta Python, C, Java ar bet kurios kitos programavimo kalbos. Bet kokios instrukcijos turi būti pateiktos instrukcijų rinkinio formatu. Instrukcijų rinkinys yra kompiuterio instrukcijų rinkinys. Kiekviename iš jų nurodoma, kokia operacija ir kokiais duomenimis turi būti atlikta. Labiausiai paplitęs kompiuterio instrukcijų rinkinys yra x86. Tiksliau, x86-64 variantas taip pat vadinamas AMD64.

Instrukcijų rinkinio užbaigtumas

Yra keturios pagrindinės mokymo kategorijos, kurių reikia, kad kompiuteris galėtų veikti. Aritmetinės, loginės ir poslinkio instrukcijos. Nurodymai, kaip perkelti duomenis iš sistemos atminties į registrus ir atvirkščiai. Įvesties ir išvesties instrukcijos. Programos valdymo ir būsenos instrukcijos.

Aritmetinės, loginės ir poslinkio instrukcijos leidžia kompiuteriui atlikti skaičiavimus. Šis instrukcijų poaibis naudojamas faktiniams skaičiavimams atlikti. Visi duomenys, kurių CPU turi veikti, yra saugomi RAM. Kad centrinis procesorius galėtų prieiti prie jo, kad galėtų juo veikti. Tačiau duomenys turi būti tvarkytojų registruose. Taigi instrukcijos, perkeliančios duomenis tarp RAM ir registrų, yra labai svarbios našumui.

Nors kompiuteriai atlieka daug dalykų, paprastai yra tam tikra žmonių sąveika. Užfiksuoti šias sąveikas ir su jais susidoroti labai svarbu, kad kompiuteriai būtų interaktyvūs. Be to, kompiuterio kodas dažnai gali būti padalintas į dvi atskiras šakas, todėl reikia pasirinkti, kurią iš jų pasirinkti. Tai žinomos kaip šakos instrukcijos ir būtinos sudėtingam programavimui, įskaitant for ir while ciklus. Valdymo instrukcijos taip pat yra esminės siekiant užtikrinti, kad operacijos vyktų tinkama tvarka.

Kas yra Instrukcija?

Instrukcija yra apibrėžta funkcionalumo dalis, kurią procesorius gali vykdyti. Operacija paprastai rodoma su trumpos formos instrukcijos pavadinimu. Tikrasis nurodymas yra užkoduotas kaip trumpas opkodas. Daugelis operacijų turi atlikti savo operacijas su kai kuriais duomenimis. Šių duomenų adreso informacija vadinama operandais. Paprasčiausia operacija paprastai vadinama NOP. NOP yra „neoperacijos“ trumpinys. NOP nereikia jokių papildomų operandų, nes jis nurodo CPU vieną laikrodžio ciklą neveikti. X86 versijoje NOP užkoduotas kaip 0x90.

JMP yra kita operacija. Jis sureguliuoja programos skaitiklį, kuris nurodo kitą instrukciją. Paprastai sekanti instrukcija, kurią reikia vykdyti, yra kita sąraše esanti instrukcija. Tačiau tai negali būti tiesa abiem atvejais, kai pasiekiate išsišakojusį teiginį. JMP leidžia šakai pereiti pirmyn arba atgal prie instrukcijų rinkinio, kuris gali būti toli, todėl programinė įranga gali veikti taip, kaip numatyta. X86 versijoje JMP užkoduotas kaip 0xE9…0xEB, 0xFF/4 ir 0xFF/5. JMP paims operandą, nurodantį atminties adresą, į kurį reikia atnaujinti programos skaitiklį, kad būtų nurodyta teisinga kita instrukcija.

Išvada

Kompiuterio instrukcija, taip pat žinoma kaip mašininė instrukcija, yra viena instrukcija kaip instrukcijų rinkinio dalis. Instrukcijose išsamiai aprašomos tikslios procesoriaus operacijos. Dauguma, bet ne visi, turi veikti su duomenimis ir yra vadinami kartu su operandais. Šie operandai nurodo registrus, kuriuose yra operuojami duomenys.