Was ist ein Befehlssatz?
Ein Befehlssatz oder eine Befehlssatzarchitektur ist der kollektive Befehlssatz, den ein Computerprozessor ausführen kann. Alles, was ein Computer tut, von der Ausführung einer Textverarbeitungsanwendung bis zur Codierung von Videodateien, kann auf eine Kombination dieser Befehle reduziert werden. Programmierer erstellen Programme nicht direkt über diese Anweisungen, sondern verwenden eine spezielle Art von Software, die als Compiler bezeichnet wird und Programmcode in Maschinenanweisungen übersetzt. Die meisten PCs verwenden einen Befehlssatz, der erstmals in den 1970er Jahren verwendet wurde, während Smartphones, Tablets und andere Geräte einfachere Befehlssätze verwenden, die für Umgebungen mit geringem Stromverbrauch optimiert sind.
Computer scheinen in der Lage zu sein, unbegrenzte Aufgaben auszuführen, aber die Mikroprozessoren in ihnen können nur eine begrenzte Anzahl vordefinierter Befehle ausführen, die als Befehle bezeichnet werden. Jeder Befehl ist für sich genommen relativ einfach und weist den Prozessor möglicherweise an, zwei Zahlen hinzuzufügen oder ein Datenelement von einem Ort an einen anderen zu verschieben. In Kombination werden diese grundlegenden Anweisungen sehr leistungsfähig und dienen als Grundlage für alle Arten von Software. Die Leistung und Kompatibilität einer CPU hängt direkt von der Anzahl und Art der von der CPU unterstützten Befehle ab, sodass der Befehlssatz ein entscheidendes Element für den kommerziellen Erfolg oder Misserfolg eines neuen Designs darstellt.
Eine CPU kann nur Funktionen ausführen, die Teil ihres Befehlssatzes sind, aber nur wenige Computerprogrammierer integrieren diese Befehle in ihre Software. Stattdessen wird ein als Kompilieren bezeichneter Zwischenschritt verwendet. In diesem Prozess übersetzt ein Programm, das als Compiler bezeichnet wird, den von Programmierern verwendeten benutzerfreundlichen Code in einen „Maschinencode“, den der Prozessor versteht. Da unterschiedliche Computerprozessoren unterschiedliche Befehlssätze unterstützen, muss ein Compiler für den Prozessortyp entworfen werden, auf dem das Programm ausgeführt werden soll. Mit modernen Mikroprozessoren, die Hunderte von Millionen oder sogar Milliarden von Anweisungen in einer Sekunde ausführen können, sind Compiler das einzige praktische Mittel zur Erstellung von Software für Computer.
Die Mikroprozessoren, die in fast allen seit den 1980er Jahren verkauften PCs verwendet werden, verwenden einen Befehlssatz mit der Bezeichnung x86, der ursprünglich für einen Intel®-Prozessor entwickelt wurde, der Mitte der 1970er Jahre eingeführt wurde. Der Wunsch nach Abwärtskompatibilität hat dazu beigetragen, dass x86 auf dem PC-Markt weiterhin eine dominierende Rolle spielt, obwohl gelegentlich neue Anweisungen durch Erweiterungen hinzugefügt werden. Viele Smartphones, Tablets und andere Arten von Unterhaltungselektronik verwenden Mikroprozessoren basierend auf dem ARM-Befehlssatz, der einfacher und energieeffizienter als x86 ist. High-End-Server, Supercomputer und andere spezialisierte Geräte wie Spielekonsolen verwenden möglicherweise andere Befehlssätze.