Was sind Computeranweisungen?

Es ist ziemlich einfach zu verstehen, dass Computer die Software ausführen, z. B. ein Betriebssystem oder einen Webbrowser. Es ist jedoch sogar allgemein bekannt, dass Software entwickelt wird, indem Code in einer der vielen Programmiersprachen geschrieben wird. Normalerweise wird dieser Code in ein Format kompiliert, das der Computer ausführen kann.

Computer können Python, C, Java oder andere Programmiersprachen nicht verstehen. Es benötigt alle Anweisungen, die im Format seines Anweisungssatzes bereitgestellt werden. Der Befehlssatz ist eine Sammlung von Computeranweisungen. Jedes Detail, welche Operation durchgeführt werden soll und auf welche Daten. Der gebräuchlichste Computerbefehlssatz ist x86. Speziell die x86-64-Variante wird auch als AMD64 bezeichnet.

Vollständigkeit des Befehlssatzes

Es gibt vier Hauptkategorien von Anweisungen, die erforderlich sind, damit ein Computer funktionieren kann. Arithmetische, logische und Verschiebungsbefehle. Anweisungen zum Verschieben von Daten zwischen dem Systemspeicher und den Registern. Eingabe- und Ausgabeanweisungen. Programmsteuerung und Statusanweisungen.

Arithmetische, logische und Verschiebungsbefehle ermöglichen es dem Computer, Berechnungen durchzuführen. Diese Teilmenge von Befehlen wird verwendet, um tatsächliche Berechnungen durchzuführen. Alle Daten, mit denen die CPU arbeiten muss, werden im RAM gespeichert. Damit die CPU darauf zugreifen kann, um darauf zu arbeiten. Die Daten müssen sich jedoch in den Prozessorregistern befinden. Daher sind Befehle, die Daten zwischen dem RAM und den Registern verschieben, für die Leistung entscheidend.

Während Computer viele Dinge tun, gibt es normalerweise eine gewisse menschliche Interaktion. Das Erfassen dieser Interaktionen und der Umgang mit ihnen ist entscheidend, um Computer interaktiv zu halten. Darüber hinaus kann Computercode oft in zwei unterschiedliche Zweige aufgeteilt werden, und es muss eine Wahl getroffen werden, welchen genommen werden soll. Diese werden als Verzweigungsbefehle bezeichnet und sind für komplexe Programmierung erforderlich, einschließlich for- und while-Schleifen. Kontrollanweisungen sind auch von zentraler Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Vorgänge in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden.

Was ist eine Anweisung?

Eine Anweisung ist eine definierte Funktionalität, die ein Prozessor ausführen kann. Eine Operation wird normalerweise mit einem Kurzform-Anweisungsnamen angezeigt. Die eigentliche Anweisung ist als kurzer Opcode codiert. Viele Operationen müssen ihre Operation an einigen Daten durchführen. Die Adressinformationen für diese Daten werden als Operanden bezeichnet. Die grundlegendste Operation ist allgemein als NOP bekannt. NOP ist die Abkürzung für „no operation“. NOP benötigt keine weiteren Operanden, da es die CPU anweist, für einen Taktzyklus im Leerlauf zu bleiben. In x86 wird NOP als 0x90 codiert.

JMP ist eine weitere Operation. Es stellt den Programmzähler ein, der auf die nächste Anweisung zeigt. Im Allgemeinen ist die nächste auszuführende Anweisung die nächste Anweisung in der Liste. Dies kann jedoch nicht für beide Fälle gelten, wenn Sie zu einer Verzweigungsanweisung gelangen. JMP ermöglicht es einer Verzweigung, vorwärts oder rückwärts zu einem möglicherweise weit entfernten Satz von Anweisungen zu springen, sodass die Software wie beabsichtigt fortfahren kann. In x86 wird JMP als 0xE9…0xEB, 0xFF/4 und 0xFF/5 codiert. JMP nimmt einen Operanden, der die Speicheradresse angibt, auf die der Programmzähler aktualisiert werden muss, um auf die richtige nächste Anweisung zu zeigen.

Abschluss

Computeranweisungen, auch Maschinenanweisungen genannt, sind einzelne Anweisungen als Teil eines Befehlssatzes. Anweisungen beschreiben die genauen Operationen, die ein Prozessor ausführen muss. Die meisten, aber nicht alle, müssen mit Daten arbeiten und werden neben Operanden aufgerufen. Diese Operanden zeigen auf Register, die die zu verarbeitenden Daten enthalten.