ソフトウェアと分岐命令

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ソフトウェアと分岐命令の違い

ソフトウェア vs. 分岐命令

フトウェア（software）は、コンピューター分野でハードウェア（物理的な機械）と対比される用語で、何らかの処理を行うコンピュータ・プログラムや、更には関連する文書などを指す。ソフトウェアは、一般的にはワープロソフトなど特定の作業や業務を目的としたアプリケーションソフトウェア（応用ソフトウェア、アプリ）と、ハードウェアの管理や基本的な処理をアプリケーションソフトウェアやユーザーに提供するオペレーティングシステム (OS) などのシステムソフトウェアに分類される。. 分岐命令（ぶんきめいれい）は、プロセッサの命令の一種である。ジャンプ命令ともいう。条件ジャンプ命令と無条件ジャンプ命令があり、厳密には「分岐」するのは条件ジャンプであって無条件ジャンプは「分岐」と言えないかもしれないが、特に区別しないことが多い。サブルーチン呼出や戻りの命令も分岐命令の一種とすることもある。 一般的なプロセッサでは、機械語の命令列はアドレスの昇順に逐次実行されるが、分岐命令が実行されると次に実行される命令が切り替わる。高水準言語のコンパイラは、条件文・Goto文・サブルーチンなどの制御構造から分岐命令を生成する。 分岐命令は引数として少なくともターゲットアドレスを持つ。ターゲットアドレスは、分岐命令の実行により、プログラムカウンタに代入される。 命令パイプラインが深い一方で、先読みが浅いプロセッサでは、ジャンプによりパイプラインにバブルが発生しペナルティとなる設計にならざるをえないことがある。そのペナルティを軽減するため、分岐命令の直後を「遅延スロット」と称し、そこにある命令は分岐処理の直前に実行されるものとする、遅延分岐という方式がある。MIPS、SH、SPARCなど、初期のいわゆるRISCに採用例が多いが、1986年にNECから発表されたμPD77230、1988年にTIから発表されたTMS320C30、デジタルシグナルプロセッサにも（その前から）多い。ディレイスロット（にある命令）の数は、μPD77320の場合で 1 、TMS320C30の場合で 3 であった。大多数のRISCのディレイスロットは 1 である。 パイプライン処理では命令のフェッチが重要であり、分岐予測が用いられることがある。分岐予測は失敗時のコストが大きいので、これを減らすために投機的実行などの技術が用いられる。 ARMやIA-64では、全ての命令を条件実行命令として、分岐命令の必要性を低減しパイプラインストールの可能性を低くする工夫をしている。.

制御構造

制御構造（せいぎょこうぞう）は、コンピュータ・プログラミング言語、特に手続き型プログラミングや命令型プログラミングにおいて、ループや飛び越しなどといった、手続き（プロシージャ）中の実行順を順次実行から変化させたり、サブルーチン呼出しやその戻り、などといった制御を行う「文 (プログラミング) 」などの構造（言語の構成要素）である。 制御構造の種類は言語によって様々だが、典型的には以下のようなものがある（用語「ブロック」については、ブロック (プログラミング) の記事を参照）。.

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サブルーチン

ブルーチン（subroutine）は、コンピュータプログラミングにおいて、プログラム中で意味や内容がまとまっている作業をひとつの手続きとしたものである。繰り返し利用されるルーチン作業をモジュールとしてまとめたもので、呼び出す側の「主」となるもの（メインルーチン）と対比して「サブルーチン」と呼ばれる。サブプログラム (subprogram) と呼ばれることもある。また、「サブ」をつけずに「ルーチン」と呼ぶこともある。 プログラムのソース中で、繰り返し現れる作業をサブルーチン化することで、可読性や保守性を高く保つことができる。繰り返し現れる作業でなくても、意味的なまとまりを示すためにサブルーチン化することもある。また、キャッシュのような階層的メモリの設計を持つコンピュータ（現在のパソコンやワークステーションなどほぼすべて）では、よく使われるサブルーチンがキャッシュに格納されることで高速な動作を期待できる。.

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機械語

機械語（きかいご）またはマシン語（Machine code、machine language）とは、コンピュータのプロセッサが直接解釈実行可能な一連の命令群のデータそのもの（を、コンピュータ・プログラミング言語とみなしたもの）である。.

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