É muito fácil entender que os computadores executam o software, como um sistema operacional ou um navegador da web. No entanto, é de conhecimento geral que o software é desenvolvido escrevendo código em qualquer uma das muitas linguagens de programação. Normalmente, esse código é compilado em um formato que o computador pode executar.
Os computadores não entendem python, C, Java ou qualquer outra linguagem de programação. Ele precisa que todas as instruções sejam fornecidas no formato de seu conjunto de instruções. O conjunto de instruções é uma coleção de instruções do computador. Cada um detalha qual operação deve ser executada e em quais dados. O conjunto de instruções de computador mais comum é x86. Especificamente, a variante x86-64 também é conhecida como AMD64.
Integralidade do conjunto de instruções
Existem quatro categorias principais de instrução necessárias para que um computador possa operar. Instruções aritméticas, lógicas e de deslocamento. Instruções para mover dados entre a memória do sistema e os registradores. Instruções de entrada e saída. Controle do programa e instruções de status.
Instruções aritméticas, lógicas e de deslocamento permitem que o computador execute cálculos. Este subconjunto de instruções é usado para realizar cálculos reais. Todos os dados que a CPU precisa para operar são armazenados na RAM. Para que a CPU possa acessá-lo para operar nele. No entanto, os dados devem estar nos registradores do processador. Como tal, as instruções que movem dados entre a RAM e os registradores são críticas para o desempenho.
Embora os computadores façam muitas coisas, normalmente há alguma interação humana. Capturar essas interações e lidar com elas é fundamental para manter os computadores interativos. Além disso, o código de computador pode frequentemente se dividir em dois ramos distintos, e deve-se escolher qual deles seguir. Elas são conhecidas como instruções de desvio e são necessárias para programação complexa, incluindo loops for e while. As instruções de controle também são essenciais para garantir que as operações ocorram na ordem correta.
O que é uma instrução?
Uma instrução é uma peça definida de funcionalidade que um processador pode executar. Uma operação normalmente é exibida com um nome de instrução de forma abreviada. A instrução real é codificada como um opcode curto. Muitas operações precisam realizar sua operação em alguns dados. As informações de endereço para esses dados são conhecidas como operandos. A operação mais básica é geralmente conhecida como NOP. NOP é a abreviação de “sem operação”. O NOP não requer nenhum operando adicional, pois instrui a CPU a ficar ociosa por um ciclo de clock. Em x86, NOP é codificado como 0x90.
JMP é outra operação. Ajusta o contador de programa que aponta para a próxima instrução. Geralmente, a próxima instrução a ser executada é a próxima instrução na lista. No entanto, isso não pode ser verdade para ambos os casos quando você chega a uma instrução de ramificação. O JMP permite que uma ramificação salte para frente ou para trás em um conjunto de instruções, potencialmente distante, permitindo que o software continue como pretendido. Em x86, JMP é codificado como 0xE9…0xEB, 0xFF/4 e 0xFF/5. O JMP receberá um operando que detalha o endereço de memória para o qual o contador de programa precisa ser atualizado para apontar para a próxima instrução correta.
Conclusão
A instrução de computador, também conhecida como instrução de máquina, é uma única instrução como parte de um conjunto de instruções. As instruções detalham as operações exatas para um processador concluir. A maioria, mas não todos, precisa operar em dados e são chamados juntamente com operandos. Esses operandos apontam para registradores que contém os dados a serem operados.
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