Programutførelsen

Programutførelsen er prosessen der et dataprogram blir kjørt av en datamaskin. Den innebærer at instruksjoner lagret i minne blir lest, dekodet og utført av CPU-en, ofte i samarbeid med operativsystemet og et kjørende kjøremiljø.

Avhengig av språk og verktøy kan programmet være kompilt eller tolket, eller kjøres i en virtuell maskin. Kompilerte programmer har maskinkode som kjører direkte på prosessoren, mens tolkeprogrammer fortolker kildekoden eller mellomrepresentasjonen i sanntid. Just-In-Time-kompilering kombinerer ofte begge tilnærminger.

CPU-syklusen består vanligvis av fetch, decode og execute, ofte med pipelining og caching som påvirker ytelsen. Minnehåndtering og adressetildeling leverer programdata til prosessens adresseområde. Operativsystemet håndterer kontekstbytter mellom prosesser og gir I/O, nettverk og systemkall som grensesnitt mot øvrige ressurser.

Systemkall åpner tilgang til ressurser og enheter, mens I/O-operasjoner ofte skjer asynkront gjennom skjermer, filer og nettverk. Programutførelsen kan dermed påvirkes av både programkoden og kjøremiljøet rundt den.

Ytelse og sikkerhet henger tett sammen. Faktorer som maskinvare (antall kjerner, cache), kjøretid, konkurrerende prosesser og virtuelle maskiner former flyten i utførelsen. Profilering, god minnehåndtering, caching og parallellisering brukes for å forbedre ytelsen, mens sandboxing og rettighetsstyring bidrar til sikker isolasjon av kjøringen.

Historisk utviklet programutførelsen seg fra maskinkode og assembler til høynivåspråk, kompilatorer, tolker og virtuelle maskiner. Sikkerhet, feilhåndtering og pålitelighet er sentrale temaer i dagens utførelsesmiljø.