Vad är datorinstruktioner?

Det är ganska lätt att förstå att datorer kör programvaran, till exempel ett operativsystem eller en webbläsare. Men det är till och med allmänt känt att mjukvara utvecklas genom att skriva kod i något av de många programmeringsspråken. Vanligtvis kompileras den koden till ett format som datorn kan köra.

Datorer kan inte förstå python, C, Java eller något annat programmeringsspråk. Den behöver alla instruktioner som tillhandahålls i formatet av dess instruktionsuppsättning. Instruktionsuppsättningen är en samling datorinstruktioner. Varje detalj vilken operation som ska utföras och på vilken data. Den vanligaste datorinstruktionsuppsättningen är x86. Specifikt kallas x86-64-varianten också som AMD64.

Instruktionsuppsättningens fullständighet

Det finns fyra huvudkategorier av instruktion som behövs för att en dator ska kunna fungera. Aritmetiska, logiska och skiftinstruktioner. Instruktioner för att flytta data mellan systemminnet och registren. In- och utmatningsinstruktioner. Programkontroll och statusinstruktioner.

Aritmetiska, logiska och skiftinstruktioner tillåter datorn att utföra beräkningar. Denna delmängd av instruktioner används för att utföra faktiska beräkningar. All data som CPU behöver för att arbeta på lagras i RAM. För att CPU:n ska kunna komma åt den för att fungera på den. Uppgifterna måste dock finnas i processorregistren. Som sådan är instruktioner som flyttar data mellan RAM och registren avgörande för prestanda.

Medan datorer gör många saker, finns det vanligtvis en viss mänsklig interaktion. Att fånga dessa interaktioner och hantera dem är avgörande för att hålla datorer interaktiva. Vidare kan datorkod ofta delas upp i två distinkta grenar, och man måste välja vilken man ska ta. Dessa är kända som greninstruktioner och är nödvändiga för komplex programmering, inklusive for- och while-slingor. Kontrollinstruktioner är också kärnan för att säkerställa att verksamheten sker i rätt ordning.

Vad är en instruktion?

En instruktion är en definierad funktionalitet som en processor kan utföra. En operation visas vanligtvis med ett kort formulärinstruktionsnamn. Den faktiska instruktionen är kodad som en kort opkod. Många operationer behöver utföra sin operation på vissa data. Adressinformationen för dessa data kallas operander. Den mest grundläggande operationen är allmänt känd som NOP. NOP är en förkortning för "ingen operation". NOP kräver inga ytterligare operander eftersom den instruerar CPU:n att vara inaktiv i en klockcykel. I x86 är NOP kodad som 0x90.

JMP är en annan operation. Den justerar programräknaren som pekar på nästa instruktion. I allmänhet är nästa instruktion som ska exekveras nästa instruktion i listan. Detta kan dock inte vara sant för båda fallen när du kommer till ett förgrenande uttalande. JMP tillåter en gren att hoppa framåt eller bakåt till en uppsättning instruktioner, potentiellt långt borta, vilket gör att programvaran kan fortsätta som avsett. I x86 är JMP kodad som 0xE9…0xEB, 0xFF/4 och 0xFF/5. JMP kommer att ta en operand som specificerar minnesadressen till vilken programräknaren behöver uppdateras för att peka på rätt nästa instruktion.

Slutsats

Datorinstruktion, även känd som maskininstruktion, är en enkel instruktion som en del av en instruktionsuppsättning. Instruktionerna beskriver de exakta operationerna för en processor att slutföra. De flesta, men inte alla, behöver arbeta på data och kallas vid sidan av operander. Dessa operander pekar på register som innehåller de uppgifter som ska opereras.