Hva er datamaskininstruksjoner?

Det er ganske enkelt å forstå at datamaskiner kjører programvaren, for eksempel et operativsystem eller en nettleser. Imidlertid er det til og med allment kjent at programvare utvikles ved å skrive kode i et av de mange programmeringsspråkene. Vanligvis er den koden kompilert til et format datamaskinen kan kjøre.

Datamaskiner kan ikke forstå python, C, Java eller noe annet programmeringsspråk. Den trenger alle instruksjoner som skal gis i formatet til instruksjonssettet. Instruksjonssettet er en samling datamaskininstruksjoner. Hver detalj hvilken operasjon som skal utføres og på hvilke data. Det vanligste datamaskininstruksjonssettet er x86. Nærmere bestemt blir x86-64-varianten også referert til som AMD64.

Instruksjonssettets fullstendighet

Det er fire hovedkategorier av instruksjoner som trengs for at en datamaskin skal kunne fungere. Aritmetiske, logiske og skiftinstruksjoner. Instruksjoner for å flytte data mellom systemminnet og registrene. Instruksjoner for inn- og utdata. Programkontroll og statusinstruksjoner.

Aritmetiske, logiske og skiftinstruksjoner lar datamaskinen utføre beregninger. Dette undersettet av instruksjoner brukes til å utføre faktiske beregninger. Alle dataene CPUen trenger for å operere på lagres i RAM. For at CPU-en skal kunne få tilgang til den for å operere på den. Dataene skal imidlertid ligge i databehandlerregistrene. Som sådan er instruksjoner som flytter data mellom RAM og registre avgjørende for ytelsen.

Mens datamaskiner gjør mange ting, er det vanligvis noe menneskelig interaksjon. Å fange disse interaksjonene og håndtere dem er avgjørende for å holde datamaskiner interaktive. Videre kan datakode ofte deles inn i to forskjellige grener, og det må tas et valg om hvilken du skal ta. Disse er kjent som greninstruksjoner og er nødvendige for kompleks programmering, inkludert for og while-løkker. Kontrollinstruksjoner er også kjernen for å sikre at operasjoner skjer i riktig rekkefølge.

Hva er en instruksjon?

En instruksjon er en definert funksjonalitet som en prosessor kan utføre. En operasjon vises vanligvis med et kort instruksjonsnavn. Selve instruksjonen er kodet som en kort opkode. Mange operasjoner må utføre operasjonen på enkelte data. Adresseinformasjonen for disse dataene er kjent som operander. Den mest grunnleggende operasjonen er generelt kjent som NOP. NOP er forkortelse for "ingen operasjon." NOP krever ingen flere operander da den instruerer CPU-en til å sitte inaktiv i én klokkesyklus. I x86 er NOP kodet som 0x90.

JMP er en annen operasjon. Den justerer programtelleren som peker til neste instruksjon. Vanligvis er den neste instruksjonen som skal utføres den neste instruksjonen i listen. Dette kan imidlertid ikke være sant for begge tilfeller når du kommer til en forgreningserklæring. JMP lar en gren hoppe forover eller bakover til et sett med instruksjoner, potensielt langt unna, slik at programvaren kan fortsette som tiltenkt. I x86 er JMP kodet som 0xE9…0xEB, 0xFF/4 og 0xFF/5. JMP vil ta en operand som beskriver minneadressen som programtelleren må oppdateres til for å peke til riktig neste instruksjon.

Konklusjon

Datainstruksjon, også kjent som maskininstruksjon, er en enkelt instruksjon som en del av et instruksjonssett. Instruksjonene beskriver de nøyaktige operasjonene for en prosessor å fullføre. De fleste, men ikke alle, trenger å operere på data og kalles sammen med operander. Disse operandene peker på registre som inneholder dataene som skal opereres.