Wat zijn computerinstructies?

Het is vrij eenvoudig te begrijpen dat computers de software uitvoeren, zoals een besturingssysteem of een webbrowser. Het is echter zelfs algemeen bekend dat software wordt ontwikkeld door code te schrijven in een van de vele programmeertalen. Meestal wordt die code gecompileerd in een indeling die de computer kan uitvoeren.

Computers kunnen Python, C, Java of een andere programmeertaal niet begrijpen. Het heeft alle instructies nodig die worden verstrekt in het formaat van zijn instructieset. De instructieset is een verzameling computerinstructies. Elk detail welke bewerking moet worden uitgevoerd en op welke gegevens. De meest voorkomende computerinstructieset is x86. Concreet wordt de x86-64-variant ook wel AMD64 genoemd.

Volledigheid instructieset

Er zijn vier hoofdcategorieën instructies die nodig zijn om een ​​computer te laten werken. Rekenkundige, logische en ploeginstructies. Instructies voor het verplaatsen van gegevens tussen het systeemgeheugen en de registers. Invoer- en uitvoerinstructies. Programmacontrole en statusinstructies.

Met rekenkundige, logische en shift-instructies kan de computer berekeningen uitvoeren. Deze subset van instructies wordt gebruikt om daadwerkelijke berekeningen uit te voeren. Alle gegevens die de CPU nodig heeft om te werken, worden opgeslagen in RAM. Zodat de CPU er toegang toe heeft om erop te werken. Wel moeten de gegevens in de processorregisters staan. Als zodanig zijn instructies die gegevens verplaatsen tussen RAM en de registers van cruciaal belang voor de prestaties.

Hoewel computers veel dingen doen, is er meestal enige menselijke interactie. Het vastleggen en afhandelen van deze interacties is van cruciaal belang om computers interactief te houden. Verder kan computercode vaak in twee afzonderlijke takken worden gesplitst en moet er een keuze worden gemaakt welke te nemen. Deze staan ​​bekend als branch-instructies en zijn nodig voor complexe programmering, inclusief for- en while-lussen. Controle-instructies zijn ook essentieel om ervoor te zorgen dat operaties in de juiste volgorde plaatsvinden.

Wat is een instructie?

Een instructie is een gedefinieerd stuk functionaliteit dat een processor kan uitvoeren. Een bewerking wordt meestal weergegeven met een korte instructienaam. De eigenlijke instructie is gecodeerd als een korte opcode. Veel bewerkingen moeten hun bewerking uitvoeren op bepaalde gegevens. De adresinformatie voor deze gegevens staat bekend als operanden. De meest elementaire bewerking is algemeen bekend als NOP. NOP is een afkorting voor "geen operatie." NOP vereist geen verdere operanden omdat het de CPU instrueert om één klokcyclus inactief te zijn. In x86 is NOP gecodeerd als 0x90.

JMP is een andere operatie. Het past de programmateller aan die naar de volgende instructie verwijst. Over het algemeen is de volgende instructie die moet worden uitgevoerd de volgende instructie in de lijst. Dit kan echter niet in beide gevallen waar zijn wanneer u bij een vertakkingsverklaring komt. Met JMP kan een tak vooruit of achteruit springen naar een reeks instructies, mogelijk ver weg, waardoor de software verder kan gaan zoals bedoeld. In x86 is JMP gecodeerd als 0xE9...0xEB, 0xFF/4 en 0xFF/5. JMP neemt een operand die het geheugenadres beschrijft waarnaar de programmateller moet worden bijgewerkt om naar de juiste volgende instructie te verwijzen.

Conclusie

Computerinstructie, ook wel machine-instructie genoemd, is een enkele instructie als onderdeel van een instructieset. Instructies beschrijven de exacte bewerkingen die een processor moet voltooien. De meeste, maar niet alle, moeten op gegevens werken en worden naast operanden aangeroepen. Deze operanden verwijzen naar registers die de gegevens bevatten waarop moet worden geopereerd.