Omówiliśmy już sposób, w jaki procesory wykonują instrukcje, nazywany cyklem instrukcji. Ale jaka jest instrukcja, gdy mówimy o procesorach? Jeśli go nie znasz lub słowo wprowadza cię w błąd, nie martw się, po przeczytaniu tego artykułu w całości zrozumiesz bez problemu, jaka jest instrukcja programu komputerowego.
Procesory milionów komputerów na całym świecie wiedzą tylko, jak zrobić jedną rzecz, wykonywać instrukcje w sposób ciągły. Ale co to jest instrukcja? Czytaj dalej, aby się dowiedzieć.
Co to jest instrukcja?
Instrukcja jest minimalną jednostką programu, która mówi CPU co zrobić, korzystając z serii instrukcji wykonywanych sekwencyjnie. Każda instrukcja to liczba bitów w kodzie binarnym, który jest podzielony na trzy różne części:
- Bity instrukcji: te bity wskazują, którą instrukcję będzie wykonywał procesor, a zatem ścieżka, którą instrukcja będzie podążać w celu wykonania, jest również nazywana kodem operacyjnym.
- Bity adresowania: wskazują, w jakim adresie pamięci dane znajdują się w pamięci.
- Bity trybu: Bity trybu wskazują, w jaki sposób wykonywana jest instrukcja, są używane, gdy istnieje kilka sposobów wykonania instrukcji lub występują różne warunki.
Jeśli chcesz wiedzieć, w jaki sposób procesor wykonuje instrukcje, zalecamy ten artykuł ” W ten sposób twój procesor wykonuje instrukcje, które daje mu oprogramowanie ”W HardZone, tej samej witrynie.
Instrukcje adresowania
W zależności od tego, gdzie znajdują się dane, możemy mieć różne odmiany tego samego typu instrukcji, a sposób, w jaki procesor uzyskuje dostęp do danych, nazywa się trybem adresowania.
- Bezpośrednie adresowanie jest stosowane, gdy dane są tą samą instrukcją, w tym przypadku dane są przechowywane w rejestrze lub pamięci wewnętrznej procesora, który ma być stamtąd wykonywany.
- Drugi rodzaj adresowania to adresowanie bezpośrednie, gdzie program wskazuje adres pamięci, w której znajdują się dane.
- Trzeci rodzaj adresowania jest pośredni, co daje nam adres, pod którym znajduje się adres pamięci, w którym znajdują się dane.
Należy wyjaśnić, że niektóre instrukcje nie mają trybu adresowania, ponieważ nie wymagają wykonania danych.
Typy instrukcji w CPU
Oto podsumowanie najczęściej używanych instrukcji używanych przez różne procesory. Te instrukcje są wspólne dla wszystkich rejestrów i zestawów instrukcji, niezależnie od tego, czy są to instrukcje x86, ARM, MIPS, PowerPC i tak dalej. Jak również nie ma relacji, jeśli zestaw instrukcji jest RISC lub CISC.
- Manipulacja arytmetyczna instrukcje to takie, które wykonują operacje matematyczne, takie jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. A także bardziej złożone operacje, takie jak wzory trygonometryczne, pierwiastki kwadratowe, potęgi.
- instrukcje logiczne są drugim typem instrukcji wykonywanych przez ALU, są to w rzeczywistości operacje binarne, które emulują działanie bramek logicznych. To znaczy AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR i NOT.
- Instrukcje manipulacji bitami opierają się na manipulowaniu bitami łańcucha idem za pomocą instrukcji, takich jak przesunięcie nieco w lewo lub w prawo, odwrócenie kolejności lub przełączenie ich.
- Instrukcje przenoszenia danych są odpowiedzialny za przenoszenie danych z jednej części pamięci do drugiej, z jednej pamięci do drugiej, z procesora do pamięci iz pamięci do procesora.
- Instrukcje sterujące programem to te, które są aktywowane po spełnieniu określonych warunków, takich jak
- instrukcje skoku to te, które wskazują, że program nie przechodzi do następnego adresu pamięci, ale do określonego adresu pamięci, który jest oznaczony instrukcją skoku.
Typy danych i wielość instrukcji
Ponieważ dzisiejszy procesor może obsługiwać różne typy danych, na przykład liczby całkowite i zmiennoprzecinkowe. Niektóre instrukcje arytmetyczne są często powielane w zestawie instrukcji zmiennoprzecinkowych. Istnieją również instrukcje wektorowe, takie jak zestawy instrukcji AVX lub znane również jako instrukcje SIMD, które działają z kilkoma operandami w tym samym czasie.
Ponieważ te instrukcje są wykonywane w różnych jednostkach, w końcu wymagają różnych bitów instrukcji, co oznacza, że dodanie nowych typów danych w procesorze oznacza w wielu przypadkach znaczne zwiększenie zestawu instrukcji, ich złożoność. . a także część, która dekoduje i wykonuje je na procesorze.