Co to jest zestaw instrukcji?

Zestaw instrukcji lub architektura zestawu instrukcji to zbiorowy zestaw poleceń, które może wykonać procesor komputerowy. Wszystko, co robi komputer, od uruchamiania aplikacji do edytora tekstu po kodowanie plików wideo, można zmniejszyć do pewnej kombinacji tych poleceń. Programiści nie tworzą bezpośrednio programów za pomocą tych instrukcji, ale używają specjalnego rodzaju oprogramowania znanego jako kompilator, który tłumaczy kod programowania na instrukcje maszyn. Większość komputerów osobistych używa zestawu instrukcji, który został po raz pierwszy użyty w latach 70., podczas gdy smartfony, tablety i inne urządzenia używają prostszych zestawów instrukcji zoptymalizowanych dla środowisk o niskiej mocy. Komputery

mogą wydawać się zdolne do nieograniczonych zadań, ale mikroprocesory w nich są zdolne tylko do wykonania ograniczonej liczby predefiniowanych poleceń, zwanych instrukcjami. Sama instrukcja jest stosunkowo prosta, być może informuje procesor, aby dodał dwie liczby lub przenieść kawałek danych z jednego miejsca doInny. W połączeniu te podstawowe instrukcje stają się dość potężne i są wykorzystywane jako podstawa wszystkich rodzajów oprogramowania. Wydajność i kompatybilność procesora jest bezpośrednio związana z liczbą i rodzajem instrukcji obsługujących procesor, dzięki czemu instrukcja jest kluczowym elementem sukcesu komercyjnego lub porażki jakiegokolwiek nowego projektu.

CPU może wykonywać tylko funkcje, które są częścią jego instrukcji, ale bardzo niewielu programistów komputerowych osadza te polecenia w swoim oprogramowaniu. Zamiast tego stosuje się etap pośredni znany jako kompilacja. W tym procesie program znany jako kompilator przekłada przyjazny dla człowieka kod używany przez programistów na „kod maszynowy”, który rozumie procesor. Ponieważ różne procesory komputerowe obsługują różne zestawy instrukcji, kompilator musi być zaprojektowany dla rodzaju procesora, na którym program ma działać. Z nowoczesnymi mikroprocesorami zdolnymi do wykonaniaKompilatory stały się jedynym praktycznym sposobem tworzenia oprogramowania dla komputerów.

Mikroprocesory używane w prawie wszystkich komputerach osobistych sprzedawanych od lat 80. korzystają z zestawu instrukcji o nazwie X86, który został pierwotnie zaprojektowany dla procesora Intel®, który zadebiutował w połowie lat siedemdziesiątych. Pragnienie kompatybilności wstecznej pomogło utrzymać dominowanie X86 na rynku PC, chociaż czasami nowe instrukcje są dodawane poprzez rozszerzenia. Wiele smartfonów, tabletów i innych rodzajów elektroniki użytkowej używa mikroprocesorów w oparciu o zestaw instrukcji ARM, który jest prostszy i bardziej wydajny niż x86. Wysokiej klasy serwery, super komputery i inne wyspecjalizowane urządzenia, takie jak konsole do gier, mogą używać różnych zestawów instrukcji.