Mis on juhiste komplekt?

Käskude komplekt ehk käsukomplekti arhitektuur on kollektiivne käskude komplekt, mida arvutiprotsessor saab täita. Kõik, mida arvuti teeb, alates tekstitöötlusrakenduse käivitamisest kuni videofailide kodeerimiseni, on taandatav nende käskude kombinatsioonile. Programmeerijad ei loo programme otseselt nende juhiste abil, vaid kasutavad spetsiaalset tüüpi tarkvara, mida nimetatakse kompilaatoriks, mis tõlgib programmeerimiskoodi masinakäskudeks. Enamik personaalarvuteid kasutab juhiste komplekti, mida kasutati esmakordselt 1970. aastatel, samas kui nutitelefonid, tahvelarvutid ja muud seadmed kasutavad lihtsamaid juhiste komplekte, mis on optimeeritud vähese energiatarbega keskkondade jaoks.

Arvutid võivad näida olevat võimelised täitma piiramatuid ülesandeid, kuid nende sees olevad mikroprotsessorid on võimelised täitma vaid piiratud arvu eelmääratletud käske, mida nimetatakse juhisteks. Iga juhend on iseenesest suhteliselt lihtne, võib-olla käsib protsessoril lisada kaks numbrit või teisaldada andmeid ühest kohast teise. Kombineerides muutuvad need põhijuhised üsna võimsaks ja neid kasutatakse igat tüüpi tarkvara alusena. Protsessori jõudlus ja ühilduvus on otseselt seotud protsessori toetatavate juhiste arvu ja tüübiga, muutes juhiste komplekti mis tahes uue disaini ärilise edu või ebaõnnestumise kriitiliseks elemendiks.

Protsessor suudab täita ainult funktsioone, mis kuuluvad selle käsukomplekti, kuid väga vähesed programmeerijad manustavad need käsud oma tarkvarasse. Selle asemel kasutatakse vahepealset sammu, mida nimetatakse kompileerimiseks. Selle protsessi käigus tõlgib kompilaatorina tuntud programm programmeerijate poolt kasutatava inimsõbraliku koodi “masinakoodiks”, millest protsessor aru saab. Kuna erinevad arvutiprotsessorid toetavad erinevaid käsukomplekte, peab kompilaator olema loodud selle protsessori tüübi jaoks, millel programm töötab. Tänu kaasaegsetele mikroprotsessoritele, mis suudavad ühe sekundi jooksul täita sadu miljoneid või isegi miljardeid juhiseid, on kompilaatorid muutunud ainsaks praktiliseks vahendiks arvutitarkvara loomiseks.

Peaaegu kõigis alates 1980. aastatest müüdud personaalarvutites kasutatud mikroprotsessorid kasutavad juhiste komplekti nimega x86, mis oli algselt mõeldud Intel® protsessorile, mis debüteeris 1970. aastate keskel. Soov tagasiühilduvuse järele on aidanud hoida x86 arvutiturul domineerivat, kuigi aeg-ajalt lisatakse laienduste kaudu uusi juhiseid. Paljud nutitelefonid, tahvelarvutid ja muud tüüpi tarbeelektroonika kasutavad mikroprotsessoreid, mis põhinevad ARM-i käsukomplektil, mis on lihtsam ja energiasäästlikum kui x86. Kõrgekvaliteedilised serverid, superarvutid ja muud spetsiaalsed seadmed, nagu mängukonsoolid, võivad kasutada erinevaid juhiste komplekte.