Processorinstruktioner

Processorinstruktioner är de grundläggande kommandon som en central processor (CPU) kan utföra. En instruktion anger en operation som ska genomföras på data eller hur exekveringen ska styras. Instruktionssettet (ISA) beskriver vilka instruktioner som finns, hur de kodas och hur de används av program. Vanliga instruktionstyper är aritmetiska och logiska instruktioner, dataöverföringsinstruktioner (flytt mellan register och minne), minnesåtkomst och adressmodeller samt styrinstruktioner för kontrollflöde och privilegier. Olika ISA:er som x86, ARM och MIPS har olika uppsättningar och syntax. Många arkitekturer följer RISC-principen med många enkla instruktioner, medan CISC-arkitekturer ofta innehåller mer komplexa instruktioner i ett enda kommando.

En instruktion består vanligtvis av en opcode som anger operationen och ett antal operandfält som specificerar data eller platser där data finns. Operanddata kan ligga i register eller i minne, och olika adressmodeller används för att hitta data. CPU:n hämtar instruktioner från minnet och exekverar dem i en fetch-decode-execute-cykel. Moderna processorer använder ofta pipelining och ibland mikrokod för att implementera komplexa instruktioner.

Processorinstruktioner påverkar mjukvarudesign och optimering. Kompilatorer översätter högnivåprogram till maskininstruktioner och väljer vilka instruktioner som ska användas. Specifika ISA-tillägg, som SIMD-instruktioner, möjliggör snabbare beräkningar vid arbete med stora datamängder. ISA:s design påverkar kompatibilitet och vidareutveckling. Vanliga exempel är x86, ARM och MIPS, samt specialiserade varianter för inbyggda system eller grafik och nätverk.