Инструкция для компьютера что это такое

Обновлено: 01.07.2024

Компьютеры и программное обеспечение идут рука об руку. Компьютеры сильны, потому что они могут делать много вещей, а программы — это то, как мы заставляем компьютеры делать все это.

Видео: что такое программирование?

Компьютерное оборудование

Центральный процессор (ЦП)
Основная память (оперативная память или ОЗУ)
Дополнительные устройства хранения
Устройства ввода
Устройства вывода

ЦП

ЦП — это сердце компьютера. Программа – это последовательность инструкций, хранящихся в оперативной памяти. Когда программа запускается, ЦП получает инструкции и выполняет или следует инструкциям.

Цикл выборки/декодирования/выполнения

fetch — получение следующей инструкции из основной памяти.
декодировать — определить, какую инструкцию выполнять.
выполнить — выполнить инструкцию.

Каждая программа представляет собой последовательность основных инструкций, состоящую из арифметических и логических операций, а также операций управления потоком.

Арифметические и логические операции включают сложение, вычитание, умножение, деление и сравнение значений (равенство, меньше, больше).

Операции потока управления используются для определения следующей инструкции. Например, в зависимости от инструкции программа может пропустить или перейти к другой части списка инструкций.

Вы узнаете подробности о том, как ЦП обрабатывают инструкции в CS 271, Компьютерная архитектура и язык ассемблера.

Основная память

Основная память или ОЗУ используется для хранения программы во время ее выполнения и для хранения данных, с которыми работает программа.

Сведения об оперативной памяти

ЦП может быстро получить доступ к любому месту в ОЗУ.
ОЗУ называется энергозависимой памятью. В отличие от постоянного хранилища, когда компьютер выключается или когда программа завершает выполнение, значения, хранящиеся в ОЗУ, стираются.
ОЗУ делится на единицы хранения, называемые байтами. Байт — это последовательность из восьми битов.
Бит — это наименьший элемент ОЗУ, в нем хранится двоичная цифра, 0 или 1. Каждая программа и каждое значение данных на вашем компьютере хранится в виде последовательностей нулей и ls.

Дополнительное хранилище

Вторичное хранилище обеспечивает длительное и постоянное хранение. В отличие от оперативной памяти, данные, хранящиеся во вторичном хранилище, не исчезают при выключении или перезагрузке компьютера. Наиболее распространенной формой вторичного хранилища для больших компьютеров является дисковый накопитель, но компьютеры могут использовать и другие формы вторичного хранилища, например твердотельные накопители, в которых используются микросхемы памяти, сохраняющие значения данных без питания.

Как и в основной памяти, во вторичном хранилище также хранится информация в виде последовательностей нулей и единиц в виде битов и байтов.

Устройства ввода

Обычно мы думаем о клавиатурах и мышах, но устройства ввода могут включать в себя камеры, микрофоны и многие другие типы различных датчиков, когда вы начинаете думать о компьютерах, встроенных в автомобили, электронику и почти любое электрическое устройство.

Устройства вывода

Информация, которую компьютер отправляет во внешний мир, называется выводом. Если задействован человек, выходные данные обычно отправляются на устройство вывода, такое как экран компьютера или принтер. Не все программы будут выводить данные на устройство вывода. Вместо этого выходные данные могут быть отправлены по компьютерной сети или сохранены в базе данных.

Видео: аппаратное и программное обеспечение

Программы и языки программирования

Как сказано выше, программирование включает в себя создание набора инструкций, которым компьютер будет следовать, чтобы решить проблему или выполнить задачу. Давайте уточним нашу терминологию в этом разделе.

Алгоритмы

Алгоритм задает конечную последовательность четко определенных операций для решения конкретной проблемы или класса проблем. Шаги алгоритма можно описать разными способами, включая слова (также известные как естественный язык), блок-схемы, псевдокод (описанный ниже) и код языка программирования.

По мере увеличения сложности задач важно разрабатывать алгоритмы, которые будут эффективными (т. е. быстрыми) и правильными в том смысле, что они будут давать указанный результат для любых допустимых входных данных. На курсе CS 325 "Анализ алгоритмов" вы узнаете о методах анализа сложности и доказательства правильности.

Превращение алгоритмов в программы

Алгоритм может быть реализован на многих различных языках программирования, и одна программа может использовать или реализовывать множество различных алгоритмов. Например, вы можете использовать алгоритм сортировки для упорядочивания сообщений и алгоритм расшифровки для понимания сообщений.

Машинный код, язык ассемблера и компиляторы

ЦП компьютера выполняет инструкции вашей программы. Однако пока вы пишете программу на таком языке, как C++, процессор компьютера может следовать только инструкциям, закодированным как последовательность Os и s.Программный компилятор — это специальная программа, которая преобразует операторы, написанные на языке программирования, в двоичную форму (Os и s>, называемую машинным кодом. Поскольку нам трудно распознать последовательности 0 и 1, существует низкоуровневая (близкая к аппаратной ) язык программирования, называемый языком ассемблера, который использует короткие сокращения и шаблоны для описания того, что должен делать ЦП. Например, оператор ассемблера «MOV AL, 61h;» означает копирование следующего значения (61h, шестнадцатеричное представление 97) в ячейку памяти « АЛ".

Вы узнаете гораздо больше о машинном коде и языке ассемблера в CS 271, Архитектура компьютера и язык ассемблера.

Языки высокого уровня

В этом классе вы изучите C++, язык высокого уровня. Языки высокого уровня — это компьютерные языки, которые скрывают многие низкоуровневые детали компьютерной системы и, как правило, используют более естественные слова и символы по сравнению со словами, такими как «MOV», на языке ассемблера, который является языком низкого уровня.

C++ — один из многих языков высокого уровня. Чтобы увидеть текущую популярность всех компьютерных языков, перейдите в индекс TIOBE.

Исходный код, объектный код и исполняемый код

Исходный код

Когда вы начнете создавать программы в этом классе, вы будете создавать исходный код. Исходный код сохраняется в простом текстовом файле, называемом исходным файлом.

Преобразование исходного кода в исполняемый код

Ваш компьютер не понимает исходный код. Вы должны использовать компилятор для преобразования исходного кода в исполняемый код, который вы можете запустить и запустить на своем компьютере.

Во время преобразования исходного кода в исполняемый файл компилятор C++ создаст объектный код.

Исходный код преобразуется компилятором в так называемый объектный код. Объектный код программы на C++ сохраняется в файлах с суффиксом .o или .obj. На последнем этапе, называемом связыванием, объектные файлы объединяются с любыми библиотечными подпрограммами (подпрограммами, предоставленными языком для использования вами) для создания окончательного исполняемого файла с расширением .exe.

В зависимости от того, как вы компилируете свою программу, вы можете увидеть или не увидеть различные этапы преобразования исходных файлов в исполняемый файл. Например, во многих IDE (интегрированных средах разработки, таких как Visual Studio, Code:: Blocks или XCode) промежуточные шаги выполняются автоматически, поэтому вы можете нажать кнопку «сборка», и исполняемый файл будет создан.

Из чего состоит программа?

Языковые элементы

Большинство языков программирования включают следующие элементы.

Ключевые слова

Ключевые слова – это слова, имеющие особое значение в языке. Их можно использовать только по прямому назначению. Также известны как зарезервированные слова.

Определяемые программистом идентификаторы

Идентификаторы, определяемые программистом, — это слова, которые вы выбираете как программист для определения переменных или процедур программирования.

Операторы

Операторы выполняют операции над одним или несколькими операндами. Операнд — это часть данных. Различные арифметические символы, такие как +, * и /, являются примерами операторов.

Пунктуация

Знаки препинания отмечают начало или конец оператора или отдельных элементов в списке.

Синтаксис

Правила, которые необходимо соблюдать при построении программы. Эти правила определяют, как вы можете комбинировать ключевые слова, определенные программистом идентификаторы, операторы и знаки препинания.

Специфика C++. Вы начнете изучать элементы языка, характерные для C++, в главе 2.

Строки и операторы

Мы часто думаем, что программы состоят из строк и операторов. Строка — это всего лишь одна строка в программе. Вы можете отображать номера строк в большинстве редакторов исходного кода IDE. В Visual Studio 2013 их необходимо включить, поскольку по умолчанию они отключены. Вы часто будете видеть ссылки на номера строк при компиляции программы и возникновении ошибки.

На снимке экрана показана программа с ошибкой. Когда программа была скомпилирована, выходные данные (серые окна выше) включали «source.cpp(B)», что указывало на то, что проблема была в строке 8 файла с именем source. цена за тысячу показов

Инструкция — это полная инструкция, которая заставляет компьютер выполнить какое-либо действие. Оператор может занимать более одной строки. Значение оператора станет более понятным, как только вы начнете программировать в главе 2.

Переменные

Ввод и вывод

Двумя наиболее важными факторами при программировании являются ввод и вывод.Многие программы, которые вы напишете для классных заданий, будут использовать ввод с клавиатуры. Программа запросит ввод, и вы наберете ответ. По мере прохождения программы обучения вы приобретете опыт работы с файлами, базами данных, веб-ресурсами и другими источниками ввода.

Во многих, если не во всех заданиях CS 161, вы будете направлять вывод программы на консоль. Вы не часто видите вывод консоли, если запускаете приложения в Windows или OS X, потому что эти типы прикладных программ используют графические пользовательские интерфейсы (GUI). Однако программирование с графическим интерфейсом добавляет гораздо больше работы по созданию программы, и наша работа в CS 161 состоит в том, чтобы научить вас основам программирования, поэтому мы будем придерживаться консольного вывода.

Пример вывода в консоль

Активность

Выберите хотя бы одно занятие, которое учащиеся могут активно вовлечь в изучение материала. Чем больше, тем лучше!

Просмотреть

Обобщите содержание раздела. Кроме того, не забудьте связать материал с тем, что будет дальше, чтобы помочь учащимся связать этот материал со следующим материалом.

В оперативной памяти компьютера хранятся программы в виде единиц и нулей, которые процессор интерпретирует как инструкции. Одно слово ОЗУ включает одну инструкцию на машинном языке.

Эти инструкции загружаются в ЦП по одной, где они декодируются и реализуются. Базовый компьютер имеет три формата кода инструкций, такие как инструкция ссылки на память, инструкция ссылки на регистр и формат инструкции ввода-вывода.

Справочная инструкция по работе с памятью

Инструкция обращения к памяти использует 12 бит для указания адреса и один бит для определения режима адресации I. I равно 0 для прямого адреса и 1 для косвенного адреса.

Зарегистрировать справочную инструкцию

Инструкции ссылки на регистр идентифицируются кодом операции 111 с 0 в крайнем левом бите (бит 15) инструкции. Он определяет операцию или проверку регистра AC. Операнд из памяти не требуется, поскольку дополнительные 12 бит используются для определения выполняемой операции или теста.

Инструкция ввода-вывода

Инструкция ввода-вывода не требует обращения к памяти и определяется кодом операции 111 с 1 в крайнем левом бите инструкции. Остальные 12 бит могут определять тип операции ввода-вывода или реализованного теста.

Тип инструкции определяется компьютерным управлением по четырем битам в позициях с 12 по 15 инструкции. Если три бита кода операции в позициях с 12 по 14 не аналогичны 111, инструкция является типом ссылки на память, а бит в позиции 15 принимается за режим адресации I.

Если 3-битный код операции похож на 111, элемент управления затем проверяет бит в позиции 15. Если этот бит равен 0, инструкция является типом ссылки на регистр. Если бит равен 1, инструкция является типом ввода-вывода.

Инструкция — это набор кодов, понятных процессору компьютера. Код обычно состоит из единиц и нулей или машинного языка. Он содержит инструкции или задачи, управляющие перемещением битов и байтов внутри процессора.

Пример некоторых наборов инструкций —

ДОБАВИТЬ — добавить два числа вместе.

ПРЫЖОК — переход к назначенному адресу ОЗУ.

ЗАГРУЗИТЬ — загрузить информацию из ОЗУ в ЦП.

Типы набора инструкций

Как правило, в компьютерах используются два типа набора инструкций.

Компьютер с сокращенным набором инструкций (RISC)

Некоторые разработчики компьютеров рекомендовали, чтобы компьютеры использовали меньше инструкций с простыми конструкциями, чтобы их можно было выполнять намного быстрее в ЦП без необходимости слишком частого использования памяти. Этот тип компьютера называется компьютером с сокращенным набором команд.

Концепция RISC включает в себя попытку сократить время выполнения за счет упрощения набора команд компьютеров.

Характеристики RISC

Характеристики RISC следующие:

Относительно мало инструкций.

Относительно мало режимов адресации.

Доступ к памяти ограничен для загрузки и сохранения инструкций.

Все операции выполняются в регистре процессора.

Выполнение инструкции за один цикл.

Фиксированная длина, легко декодируемый формат инструкции.

Проводное, а не микропрограммное управление.

Характеристикой способности RISC-процессоров является выполнение одной инструкции за такт. Это делается путем перекрытия фаз выборки, декодирования и выполнения двух или трех инструкций с помощью процедуры, называемой конвейерной обработкой.

Компьютер со сложным набором инструкций (CISC)

CISC – это компьютер, в котором одна инструкция может выполнять множество низкоуровневых операций, таких как загрузка из памяти, сохранение из памяти и т. д. CISC пытается свести к минимуму количество инструкций на программу, но за счет увеличения количество циклов на инструкцию.

Разработка набора инструкций для компьютера должна учитывать не только конструкции машинного языка, но и требования, предъявляемые к использованию языков программирования высокого уровня.

Цель CISC — попытаться предоставить единую машинную инструкцию для каждого оператора, написанного на языке высокого уровня.

Характеристики CISC

Характеристики CISC следующие:

Большое количество инструкций, обычно от 100 до 250 инструкций.

Некоторые инструкции, которые выполняют специализированные задачи и используются нечасто.

Большое разнообразие режимов адресации — обычно от 5 до 20 различных режимов.

Форматы инструкций переменной длины.

Инструкции, управляющие операндами в памяти.

Пример

Для выполнения операции ADD CISC выполнит одну команду ADD, которая выполнит все необходимые операции загрузки и сохранения.

RISC будет выполнять каждую операцию по загрузке данных из памяти, добавлению значений и сохранению данных обратно в память, используя различные низкоуровневые инструкции.

Какие пошаговые инструкции говорят компьютеру, что делать??

программное обеспечение, инструкции, которые сообщают компьютеру, что делать. Программное обеспечение включает в себя весь набор программ, процедур и подпрограмм, связанных с работой компьютерной системы. Этот термин был придуман, чтобы отличить эти инструкции от оборудования, т. е. физических компонентов компьютерной системы.

Какие пошаговые инструкции даны компьютеру относительно конкретной работы?

Программное обеспечение на самом деле представляет собой компьютерную программу. Чтобы быть более конкретным, программа представляет собой набор пошаговых инструкций, которые предписывают компьютеру выполнять задачи, которые вы от него хотите, и получать желаемые результаты. Программист — это человек, который пишет программы.

Какие инструкции говорят компьютеру, что делать с quizlet?

Программное обеспечение — это инструкции, которые сообщают аппаратному обеспечению компьютера, что делать.

Что такое компьютерные инструкции?

Компьютерные инструкции – это набор инструкций машинного языка, которые понимает и выполняет определенный процессор. Компьютер выполняет задачи на основе предоставленной инструкции. Инструкция состоит из групп, называемых полями.

Является ли процесс передачи пошаговых инструкций компьютеру?

Программа – это набор пошаговых инструкций, которые предписывают компьютеру выполнять нужные вам задачи и получать желаемые результаты. Есть как минимум три веские причины для изучения программирования: Программирование помогает вам разбираться в компьютерах.

Как называются инструкции, данные компьютеру?

Набор инструкций, данных компьютеру, называется программой. Под компьютерным программированием понимаются детали или этапы инструкций, данных компьютеру на соответствующем языке программирования, которые позволяют компьютеру выполнять различные задачи последовательно или даже с перерывами.

Что такое инструкция по архитектуре компьютера?

Инструкция — это команда, отдаваемая компьютерному процессору компьютерной программой. … В языке ассемблера каждый оператор языка обычно соответствует одной инструкции процессора.

Как происходит запуск компьютера?

В вычислительной технике загрузка — это процесс запуска компьютера. Это может быть инициировано аппаратным обеспечением, например нажатием кнопки, или программной командой. … Перезагрузка компьютера также называется перезагрузкой, которая может быть «жесткой», например. после переключения питания ЦП с выключенного на включённое или «мягкое», когда питание не отключается.

Какова основная функция компьютерной викторины?

Четыре основные функции компьютера, которые работают вместе в компьютерной системе: ввод, обработка, вывод и хранение. Аппаратное обеспечение, отвечающее за управление компьютерными командами и операциями. Аппаратное обеспечение компьютера, сохраняющее информацию после выключения компьютера.

Какой набор инструкций, который использует ЦП, называется quizlet?

Язык, очень близкий к набору инструкций, используемому центральным процессором (ЦП). Язык низкого уровня, состоящий из нулей и единиц, которые использует центральный процессор (ЦП) компьютера. Также называется машинным кодом.

Что такое компьютерное обучение и его виды?

Арифметические, логические инструкции и инструкции сдвига (а также, сложение, дополнение, перемещение влево, вправо и т. д.) Для перемещения информации в память и из памяти (сохранение аккумулятора, загрузка аккумулятора) Инструкции управления программой с условиями состояния (ветвь, пропуск) Инструкции ввода-вывода (входной символ, выходной символ)

Что такое ответ на инструкцию?

Ответ: Определение инструкции — это акт обучения, дающий шаги, которые необходимо выполнить, или приказ. Примером инструкции является то, что кто-то дает другому человеку подробные указания о библиотеке. существительное.

Что такое типы обучения?

Типы инструкций включают загрузку и сохранение с резервированием, синхронизацию и принудительное выполнение операций ввода-вывода по порядку. Они особенно полезны для многопроцессорной обработки. Инструкции управления потоком. К ним относятся переходы, логические инструкции регистра условий, прерывания и другие инструкции, влияющие на поток инструкций.

Что такое набор инструкций компьютерной системы?

Набор инструкций, также называемый ISA (архитектура набора инструкций), является частью компьютера, относящейся к программированию, которое в большей или меньшей степени представляет собой машинный язык. Набор инструкций предоставляет процессору команды, чтобы сообщить ему, что ему нужно делать.

Какие инструкции нужны компьютеру для выполнения действия?

В книге C++ Early Objects программа определяется как «набор инструкций, которым компьютер следует, чтобы выполнить задачу. Язык программирования — это специальный язык, используемый для написания компьютерных программ». Компьютеры и программное обеспечение идут рука об руку.

Каковы 5 типов командных операций?

Обработка данных и операции с памятью.
Арифметические и логические операции.
Операции потока управления.
Инструкции сопроцессора.
Количество операндов.

Что такое инструкции?

1a инструкции множественного числа: план или руководство по технической процедуре: указания. b : указание, призывающее к соблюдению: порядок - обычно используется во множественном числе, имел инструкции не допускать незнакомцев. c : код, который сообщает компьютеру выполнить определенную операцию.

Что такое коды инструкций?

Код инструкции — это группа битов, которые предписывают компьютеру выполнить определенную операцию. Код операции инструкции — это группа битов, определяющих такие операции, как сложение, вычитание, сдвиг, дополнение и т. д.

Каковы 4 функции компьютера?

Ввод данных.
Обработка данных.
Вывод информации.
Хранение данных и информации.

Каковы четыре основных компьютерных операции?

Какова основная функция компьютера?

Получение данных и инструкций от пользователя, обработка данных в соответствии с инструкциями, а также отображение или сохранение обработанных данных — четыре основные функции компьютера.

Что из следующего используется для записи инструкций непосредственно в ЦП?

В компьютерном программировании машинный код — это любой язык программирования низкого уровня, состоящий из инструкций машинного языка, который используется для управления центральным процессором компьютера (ЦП).

Является ли набор инструкций для управления компьютером?

Объяснение: Операционная система может быть определена как программная система, которая используется для управления компьютерными программами, программными ресурсами и компьютерным оборудованием. … Обычно используются операционные системы Apple, Linux, Microsoft Windows и Android.

Являются ли наборы инструкций, управляющие работой компьютера?

Набор инструкций, которым следует компьютер для выполнения задачи. Программное обеспечение, также известное как программы, создается этими людьми.

Какие существуют четыре различных типа инструкций?

Инструкции языка Machne бывают четырех типов: арифметические, логические, передача данных и ответвления (также называемые управлением потоком), а именно:

Арифметика: add (сложение), sub (вычитание), mult (умножение), div (деление)
Логический: и , или , srl (логический сдвиг вправо), ssl (логический сдвиг влево)

Каковы разные части инструкции?

Как вы приводите примеры инструкций?

Не могли бы вы сделать мне чаю?
Не могли бы вы опубликовать это письмо?
Не могли бы вы одолжить мне 50 долларов, пожалуйста?
Не могли бы вы принести мне этот файл, пожалуйста?
Не могли бы вы забрать детей из школы, пожалуйста?
Вы можете подойти сюда, пожалуйста?
Вы можете кое-что для меня сделать?
Вы можете сделать это для меня?

Что вы подразумеваете под инструкциями и программным обеспечением?

программное обеспечение, инструкции, которые сообщают компьютеру, что делать. Программное обеспечение включает в себя весь набор программ, процедур и подпрограмм, связанных с работой компьютерной системы. … Набор инструкций, предписывающих аппаратному обеспечению компьютера выполнять задачу, называется программой или программным обеспечением.

Кто дает инструкции компьютеру?

Инструкции, данные компьютеру, отдаются человеком с помощью клавиатуры или любого другого устройства ввода. Компьютер использует программное обеспечение или ОС для интерпретации этих инструкций, которые также запрограммированы человеком для перевода пользовательских команд.

Как вы определяете инструкции?

Синхронизирующий сигнал, активный после декодирования, равен T3. В течение времени T блок управления определяет тип инструкции, которая только что была прочитана из памяти. …
Выход декодера D равен 1, если код операции равен двоичному Il l. …
регистр-ссылка или ввод-<>тип вывода.

Какие бывают 3 типа инструкций?

Инструкции по передаче данных.
Инструкции по обработке данных.
Инструкции по последовательности программ и управлению.
Инструкции ввода и вывода.

Как вы пишете инструкции?

Используйте короткие предложения и короткие абзацы.
Расположите точки в логическом порядке.
Делайте свои утверждения конкретными.
Используйте повелительное наклонение.
Помещайте самое важное в каждое предложение в начало.
Назовите одну вещь в каждом предложении.

Что такое набор инструкций?

Набор инструкций — это группа команд для ЦП на машинном языке. … Все ЦП имеют наборы инструкций, которые позволяют передавать процессору команды, предписывающие ЦП переключать соответствующие транзисторы. Некоторые инструкции представляют собой простые команды чтения, записи и перемещения, которые направляют данные на другое оборудование.

Какие инструкции по вводу сообщают компьютеру, как вы обрабатываете данные?

Программы — это инструкции, которые сообщают компьютеру, как обрабатывать данные в желаемой форме. В большинстве случаев слова «программное обеспечение» и «программы» взаимозаменяемы. Существует два вида программного обеспечения: прикладное программное обеспечение и системное программное обеспечение.

Что делает что на вашем компьютере? Детали компьютера Объяснение

Основные навыки работы с компьютером — ориентация

Как собрать компьютер шаг за шагом

инструкции, которые говорят компьютеру, что делать
состоит из пошаговых инструкций, которые говорят компьютеру, как выполнять свою работу
компьютерная программа, которая дает подробный набор инструкций, чтобы сообщить компьютер, что именно нужно делать.
тип компьютера, который достаточно мал, чтобы поместиться на столе или рядом с ним
какое другое название персонального компьютера
набор инструкций, который направляет компьютер к выполнять задачи
наиболее широко используемое устройство связи
другое название программы

Читайте также: