Que sont les instructions informatiques?

Il est assez facile de comprendre que les ordinateurs exécutent le logiciel, comme un système d'exploitation ou un navigateur Web. Cependant, il est même généralement connu que les logiciels sont développés en écrivant du code dans l'un des nombreux langages de programmation. Généralement, ce code est compilé dans un format que l'ordinateur peut exécuter.

Les ordinateurs ne peuvent pas comprendre Python, C, Java ou tout autre langage de programmation. Il a besoin que toutes les instructions soient fournies dans le format de son jeu d'instructions. Le jeu d'instructions est un ensemble d'instructions informatiques. Chacun détaille quelle opération doit être effectuée et sur quelles données. Le jeu d'instructions informatique le plus courant est x86. Plus précisément, la variante x86-64 est également appelée AMD64.

Complétude du jeu d'instructions

Il existe quatre grandes catégories d'instructions nécessaires pour qu'un ordinateur puisse fonctionner. Instructions arithmétiques, logiques et de décalage. Instructions pour déplacer des données entre la mémoire système et les registres. Instructions d'entrée et de sortie. Contrôle du programme et instructions d'état.

Les instructions arithmétiques, logiques et de décalage permettent à l'ordinateur d'effectuer des calculs. Ce sous-ensemble d'instructions est utilisé pour effectuer des calculs réels. Toutes les données dont le processeur a besoin pour fonctionner sont stockées dans la RAM. Pour que le CPU puisse y accéder pour opérer dessus. Cependant, les données doivent se trouver dans les registres du processeur. En tant que telles, les instructions qui déplacent les données entre la RAM et les registres sont essentielles aux performances.

Alors que les ordinateurs font beaucoup de choses, il y a généralement une interaction humaine. Capturer ces interactions et les gérer est essentiel pour maintenir l'interactivité des ordinateurs. De plus, le code informatique peut souvent se diviser en deux branches distinctes, et il faut choisir laquelle prendre. Celles-ci sont connues sous le nom d'instructions de branchement et sont nécessaires pour la programmation complexe, y compris les boucles for et while. Les instructions de contrôle sont également essentielles pour garantir que les opérations se déroulent dans le bon ordre.

Qu'est-ce qu'une instruction ?

Une instruction est une fonctionnalité définie qu'un processeur peut exécuter. Une opération est généralement affichée avec un nom d'instruction sous forme abrégée. L'instruction réelle est codée sous la forme d'un opcode court. De nombreuses opérations doivent effectuer leur opération sur certaines données. Les informations d'adresse pour ces données sont appelées opérandes. L'opération la plus élémentaire est généralement connue sous le nom de NOP. NOP est l'abréviation de "aucune opération". NOP ne nécessite aucun autre opérande car il demande au processeur de rester inactif pendant un cycle d'horloge. En x86, NOP est encodé en 0x90.

JMP est une autre opération. Il ajuste le compteur de programme qui pointe vers l'instruction suivante. Généralement, la prochaine instruction à exécuter est la prochaine instruction de la liste. Cependant, cela ne peut pas être vrai dans les deux cas lorsque vous arrivez à une instruction de branchement. JMP permet à une branche d'avancer ou de reculer vers un ensemble d'instructions, potentiellement éloignées, permettant au logiciel de continuer comme prévu. Dans x86, JMP est encodé en 0xE9…0xEB, 0xFF/4 et 0xFF/5. JMP prendra un opérande qui détaille l'adresse mémoire à laquelle le compteur de programme doit être mis à jour pour pointer vers l'instruction suivante correcte.

Conclusion

L'instruction informatique, également connue sous le nom d'instruction machine, est une instruction unique faisant partie d'un jeu d'instructions. Les instructions détaillent les opérations exactes qu'un processeur doit effectuer. La plupart, mais pas tous, doivent opérer sur des données et sont appelés avec des opérandes. Ces opérandes pointent vers des registres qui contiennent les données à traiter.