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 jedynie do wykonania ograniczonej liczby predefiniowanych poleceń, zwanych instrukcjami.Samo każda instrukcja jest stosunkowo prosta, być może mówi procesorowi dodanie dwóch liczb lub przeniesienie danych z jednego miejsca do drugiego.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 w sukcesie komercyjnym lub porażce jakiejkolwiek nowej konstrukcji.

CPU może wykonywać tylko funkcje, które są częścią częściz zestawu 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.Dzięki nowoczesnym mikroprocesorom zdolnym do wykonania aż setki milionów, a nawet miliardów instrukcji w jednej sekundzie, kompilatory stały się jedynym praktycznym sposobem tworzenia oprogramowania dla komputerów.

Mikroprocesory używane w prawie wszystkich komputerach osobistych sprzedawanych od użytku w latach 80. XX wiekuZestaw instrukcji o nazwie X86, który został pierwotnie zaprojektowany dla Intel Procesor, 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 korzystać z różnych zestawów instrukcji.