Opcode

Der Begriff "Opcode" steht für "Operation Code" und bezeichnet eine numerische oder symbolische Anweisung, die in einem Computerprogramm verwendet wird, um die Art der auszuführenden Operation vom Prozessor zu spezifizieren. In der Maschinensprache, der niedrigsten Programmiersprachebene, die direkt von der Hardware verstanden wird, sind Opcodes grundlegende Einheiten, die angeben, welche spezifische Aktion der Prozessor mit einem oder mehreren Datenwerten ausführen soll.

Jeder Opcode ist ein einzigartiger Binärwert, der eine einzige Operation repräsentiert, wie zum Beispiel das Addieren zweier Zahlen, das Speichern eines Wertes in einem Register, das Laden eines Datenwertes aus dem Speicher oder das Ausführen eines Sprungbefehls, der den Fluss der Programmausführung ändert. Wenn ein Computerprogramm in Maschinensprache ausgeführt wird, liest der Prozessor die Opcodes und führt die entsprechenden Operationen gemäß seiner Anweisungen durch.

Die Struktur einer Maschinensprachanweisung setzt sich typischerweise aus dem Opcode und den Operanden zusammen:

- Der **Opcode** informiert den Prozessor darüber, was zu tun ist, z.B. ADD, SUB, LOAD, STORE usw.
- Die **Operanden** sind die Daten, die von der Operation betroffen sind, z.B. die Adressen von Registern oder Speicherstellen, oder unmittelbare Werte.

Die Menge der Opcodes, die von einem bestimmten Prozessortyp unterstützt werden, wird als sein "Befehlssatz" (engl. instruction set) bezeichnet. Der Befehlssatz ist spezifisch für die Prozessorarchitektur, was bedeutet, dass unterschiedliche Prozessoren, wie zum Beispiel Intel x86, ARM oder MIPS, unterschiedliche Opcodes und Befehlssätze haben können.

Assembler ist eine etwas höhere Ebene der Programmierung direkt über der Maschinensprache, in der Opcodes oft durch leichter verständliche Mnemonics (Erinnerungshilfen) repräsentiert werden – diese sind menschenlesbare Abkürzungen oder Symbole, die für maschinelle Opcodes stehen.

Die Rolle des Opcodes in der Softwareentwicklung ist meist verborgen, besonders in höheren Programmierungsebenen, da moderne Programme in der Regel in Hochsprachen wie C, Java oder Python geschrieben sind. Diese Programme werden dann entweder in Maschinensprache kompiliert oder zur Laufzeit interpretiert, wobei die Opcodes intern von den Übersetzern oder Interpreten erzeugt werden.

Trotzdem ist das Verständnis von Opcodes und wie sie arbeiten ein wichtiger Teil der Informatikausbildung, insbesondere für diejenigen, die mit eingebetteten Systemen, Systemprogrammierung, Betriebssystementwicklung oder Leistungsoptimierung arbeiten, wo ein tieferes Verständnis der Hardware und der Prozessorarchitektur erforderlich ist.

In Summe stellen Opcodes ein wesentliches Bindeglied zwischen der Software, die wir schreiben, und der Hardware, die diese Software ausführt, dar. Sie sind wesentliche Bausteine, die angeben, wie Daten verarbeitet und verwaltet werden sollen, um die vielfältigen Funktionen auszuführen, die moderne Computer täglich durchführen.