CONJUNTO DE INSTRUCCIONES

CONJUNTO DE INSTRUCCIONES

CARACTERISTICAS Y FUNCIONESARQUITECTURA DE COMPUTADORAS 1- 2PM PROFESOR: Matadamas Ortiz Idarh Claudio INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES ALUMNO: Hernandez Diaz Uri

ES IMPORTANTE RECORDAR QUE

Las referencias a operandos especifican registros o posiciones de memoria de datos de operandos. Los datos pueden ser de tipos: direcciones, números, caracteres o datos lógicos.

Los elementos de las instrucciones de los computadores son código de operación: Especifica la operación a realizar. Las referencias a operandos origen y destino: Especifican la ubicación de las entradas y salidas para la operación y la referencia a la siguiente instrucción

PUNTOS CLAVE

Una característica de los procesadores es la utilización de una pila, que puede estar visible o no al programador. Las pilas se emplean para gestionar las llamadas y retornos de procedimientos

QUE ES EL CONJUNTO DE INSTRUCCIONES

Es una especificación que detalla las instrucciones que una unidad central de procesamiento puede entender y ejecutar, o el conjunto de todos los comandos implementados por un diseño particular de una CPU. El término describe los aspectos del procesador generalmente visibles para un programador, incluidos los tipos de datos nativos, las instrucciones, los registros, la arquitectura de memoria y las interrupciones, entre otros aspectos

CONCEPTO

El conjunto de instrucciones máquina constituye la especificación o requisitos funcionales del procesador: implementar el procesador es una tarea que, en buena parte, implica implementar el repertorio de instruc- ciones máquina.

INSTRUCCION MAQUINA

El funcionamiento de un procesador se basa en las instrucciones que ejecuta, llamadas instrucciones máquina o del computador. El conjunto de estas instrucciones es conocido como repertorio de instrucciones del procesador. Cada instrucción máquina tiene elementos clave

CARACTERISTICAS

Código de operación

Referencia a operandos fuente

Referencia al operando de destino

Referencia al la siguiente instruccion

ELEMENTOS CLAVE

Define dónde el procesador debe buscar la próxima instrucción después de completar la actual.

Especifica la tarea a realizar, como suma, E/S, etc. Utiliza un código binario conocido como codop.

Se refiere a los operandos de entrada para la instrucción.

Indica dónde se guarda o coloca el resultado de la operación.

3 AREAS

Los operandos pueden residir en tres áreas: 1.-Memoria principal o virtual: Se indica la dirección de memoria. 2.- Registro del procesador: Un procesador generalmente tiene registros que pueden ser referenciados. Si hay múltiples registros, cada uno tiene un número único. 3.- Dispositivo de E/S: Para operaciones de entrada/salida, se especifica el módulo y dispositivo. Si se relaciona con memoria, se proporciona una dirección de memoria.

REPRESENTACION DE LAS INSTRUCCIONES

Cada instrucción se representa mediante una secuencia de bits, dividida en campos que corresponden a sus componentes. Ejemplos simples de formatos de instrucciones muestran esta estructura. En repertorios como el ÍAS, se emplean varios formatos de instrucciones. Durante la ejecución, la instrucción se almacena en un registro de instrucción (IR) del procesador. Para realizar la operación requerida, el procesador debe extraer datos de los diferentes campos de la instrucción.

REPRESENTACION DE LAS INSTRUCCIONES

Es habitual utilizar representaciones simbólicas. Los códigos de operación (codops) se representan mediante abreviaturas llamadas mnemotécnicos, que indican la operación que se debe realizar. Estas abreviaturas facilitan la comprensión y programación, ya que son más legibles que las representaciones binarias. <---EJEMPLOS

TIPOS DE INSTRUCCIONES

Las instrucciones de máquina son elementales y requieren operaciones de transferencia de datos entre registros y memoria, por ello existen los siguientes tipos:

TIPOS DE INSTRUCCIONES

Las instrucciones aritméticas brindan capacidad computacional para manipular datos numéricos, mientras que las instrucciones lógicas (booleanas) trabajan a nivel de bits, permitiendo el procesamiento de diversos tipos de datos. Estas operaciones se ejecutan principalmente en registros del procesador, lo que implica la necesidad de instrucciones de memoria para transferir datos entre la memoria y los registros.

TIPOS DE INSTRUCCIONES

Las instrucciones de entrada/salida (E/S) son esenciales para trasladar programas y datos entre la memoria y el usuario, devolviendo resultados de cálculos.

Las instrucciones de comprobación o test se utilizan para verificar el valor de una palabra de datos o el estado de un cálculo, mientras que las de bifurcación dirigen la ejecución hacia diferentes conjuntos de instrucciones según las decisiones tomadas.

NUMERO DE DIRECCIONES

Las instrucciones aritméticas y lógicas requieren operandos, y la mayoría son unarias (un operando) o binarias (dos operandos). Esto sugiere que se necesitarían como máximo dos direcciones para referenciar los operandos. Además, el resultado de una operación requiere una tercera dirección. Por último, tras completar una instrucción, es necesario indicar la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar.

NUMERO DE DIRECCIONES

compara instrucciones típicas de una, dos y tres direcciones, que podrían utilizarse para calcular Y = (A — B) / [(C + D ( E)].

Una instrucción podría incluir hasta cuatro referencias a direcciones: dos para operandos, una para el resultado y otra para la dirección de la instrucción siguiente. Sin embargo, en la práctica, es poco común encontrar instrucciones con cuatro direcciones. La mayoría de las instrucciones tienen una, dos o tres direcciones, y la dirección de la instrucción siguiente suele estar implícita, obtenida a partir del contador de programa.

NUMERO DE DIRECCIONES

En resumen, el número de direcciones por instrucción representa una decisión crucial en el diseño de arquitecturas de computadoras. Menos direcciones por instrucción conducen a instrucciones más simples, lo que resulta en procesadores menos complejos y en instrucciones más breves. Sin embargo, esto también conlleva la necesidad de más instrucciones en los programas, lo que puede aumentar el tiempo de ejecución y la complejidad de los programas.La mayoría de las arquitecturas de computadoras contemporáneas emplean una combinación de instrucciones de dos y tres direcciones.

diseño del repertorio de instrucciones

Es el medio que tiene el programador para controlar el procesador. En consecuencia deben considerarse las necesidades del programador a la hora de diseñar el repertorio de instrucciones.Los aspectos a tomar en cuenta son:

Estos aspectos están fuertemente interrelacionados y deben considerarse conjuntamente en el diseño de un repertorio de instrucciones

TIPOS DE OPERANDOS

Direcciones: Se consideran como números enteros sin signo. Números: Existen limitaciones en cuanto a la magnitud y precisión de los números almacenados en un computador. Se dividen en enteros en coma fija, en coma flotante y en decimal. Caracteres: Los sistemas informáticos emplean códigos binarios para representar caracteres mediante patrones de bits, siendo el ASCII el código más utilizado. Cada carácter se representa con un patrón de 7 bits, permitiendo 128 caracteres, con algunos patrones destinados a caracteres de control. Datos Lógicos: Pueden representar datos a nivel de bits, siendo útiles para almacenar matrices binarias o para manipular bits individuales. Esto permite un uso más eficiente de la memoria y es esencial en operaciones que requieren manipulación de bits.

TIPOS DE DATOS EN EL PENTIUM

El Pentium es capaz de manejar distintos tipos de datos con longitudes de 8 bits (byte), 16 bits (palabra), 32 bits (palabra doble) y 64 bits (palabra cuádruple). A fin de maximizar la flexibilidad en las estructuras de datos y el uso eficiente de la memoria, no es necesario que estos tipos de datos estén alineados con direcciones específicas de memoria.El Pentium admite una variedad extensa de tipos de datos específicos reconocidos y procesados mediante instrucciones particulares. La siguiente tabla resume estos tipos

Conclusiones

La diversidad de tipos de datos y las técnicas de manejo de datos en arquitecturas informáticas reflejan la necesidad de flexibilidad, eficiencia y adaptabilidad para realizar una amplia gama de operaciones en el procesamiento de información. Por ello a mi punto de vista existe una gran importancia al momento de realizar el diseño de instrucciones, no obstante esta informacion es completamente necesaria para poder entender cada una de las especificaciónes que detallan las instrucciones en una unidad central de procesamiento, sin mas que decir la informacion expuesta es vital en la arquitectura de computadoras

¡GRACIAS!