Kaj so računalniška navodila?

Precej enostavno je razumeti, da računalniki poganjajo programsko opremo, na primer operacijski sistem ali spletni brskalnik. Vendar pa je celo splošno znano, da se programska oprema razvije s pisanjem kode v katerem koli od številnih programskih jezikov. Običajno je ta koda prevedena v obliko, ki jo lahko izvaja računalnik.

Računalniki ne morejo razumeti python, C, Java ali katerega koli drugega programskega jezika. Potrebuje, da so vsa navodila zagotovljena v obliki njegovega niza navodil. Komplet navodil je zbirka računalniških navodil. Vsaka podrobnost opisuje, katero operacijo je treba izvesti in na katerih podatkih. Najpogostejši nabor računalniških ukazov je x86. Natančneje, različica x86-64 se imenuje tudi AMD64.

Popolnost nabora navodil

Obstajajo štiri glavne kategorije navodil, ki so potrebne za delovanje računalnika. Aritmetična, logična in premična navodila. Navodila za premikanje podatkov med sistemskim pomnilnikom in registri. Vhodna in izhodna navodila. Nadzor programa in navodila za stanje.

Aritmetična, logična in premična navodila omogočajo računalniku, da izvaja izračune. Ta podnabor navodil se uporablja za izvajanje dejanskih izračunov. Vsi podatki, ki jih CPE potrebuje za delovanje, so shranjeni v RAM-u. Da lahko CPE dostopa do njega in z njim upravlja. Podatki pa morajo biti v registrih procesorja. Kot taka so navodila, ki premikajo podatke med RAM-om in registri, kritična za delovanje.

Medtem ko računalniki počnejo veliko stvari, je običajno nekaj človeške interakcije. Zajemanje teh interakcij in obravnavanje njih je ključnega pomena za ohranjanje interaktivnosti računalnikov. Poleg tega se lahko računalniška koda pogosto razdeli na dve različni veji in odločiti se je treba, katero izbrati. Ti so znani kot navodila za razvejanje in so potrebni za kompleksno programiranje, vključno z zankami for in while. Navodila za nadzor so prav tako ključna za zagotavljanje, da operacije potekajo v pravilnem vrstnem redu.

Kaj je navodilo?

Navodilo je določen del funkcionalnosti, ki ga procesor lahko izvede. Operacija je običajno prikazana s kratkim imenom navodila. Dejansko navodilo je kodirano kot kratka operacijska koda. Številne operacije morajo izvesti svojo operacijo na nekaterih podatkih. Informacije o naslovu za te podatke so znane kot operandi. Najosnovnejša operacija je splošno znana kot NOP. NOP je okrajšava za "brez delovanja". NOP ne zahteva nobenih nadaljnjih operandov, saj naroči CPU, naj miruje en takt. V x86 je NOP kodiran kot 0x90.

JMP je druga operacija. Prilagodi programski števec, ki kaže na naslednje navodilo. Na splošno je naslednje navodilo, ki ga je treba izvesti, naslednje navodilo na seznamu. Vendar to ne more veljati za oba primera, ko pridete do izjave o razvejanju. JMP omogoča veji, da skoči naprej ali nazaj na nabor navodil, ki so lahko daleč stran, kar omogoča, da programska oprema nadaljuje, kot je predvideno. V x86 je JMP kodiran kot 0xE9…0xEB, 0xFF/4 in 0xFF/5. JMP bo prevzel operand, ki podrobno opisuje pomnilniški naslov, na katerega je treba posodobiti programski števec, da kaže na pravilno naslednje navodilo.

Zaključek

Računalniško navodilo, znano tudi kot strojno navodilo, je eno samo navodilo kot del niza navodil. Navodila podrobno opisujejo natančne operacije, ki jih mora izvesti procesor. Večina, vendar ne vsi, mora delovati s podatki in se kličejo skupaj z operandi. Ti operandi kažejo na registre, ki vsebujejo podatke, s katerimi je treba delovati.