Instrucciones de computador

 Instrucciones del Computador 

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción • Procesador  • Memoria principal  – ROM  – RAM

• Módulos de E/  – !ispositi"os de memoria secundaria  – E#uipo de comunicaciones  – $erminales

• Intercone%ión del sistema  – &omunicación entre procesadores' memoria' ( módulos de E/

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción • Procesador  • Memoria principal  – ROM  – RAM

• Módulos de E/  – !ispositi"os de memoria secundaria  – E#uipo de comunicaciones  – $erminales

• Intercone%ión del sistema  – &omunicación entre procesadores' memoria' ( módulos de E/

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción

&P+ &omputadora E/ Bus del istema

Memoria

Re.istros

+nidad  Aritm,tica -ó.ica

&P+

Intercone%ión Interna del &P+

+nidad !e &ontrol

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad Banderas

Unidad De control Registros

ALU

Registros

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad

Registros • MAR o AR4 Memor( Address Re.ister   – !irecciona la si.uiente lectura o escritura

• MBR o !R4 Memor( Bu55er Re.ister o !ata Re.ister   – &ontiene datos a ser escritos en memoria  – Reci6e datos le7dos de la memoria

• I/OAR4 I/O Address  – Especi5ca un dispositi"o de E/ en particular 

• I/OBR4 I/O Bu55er   – Intercam6io de datos entre un módulo de I/O ( el procesador 

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad

Registros visibles al usuario • Pueden re5erenciarse por el len.uaje de má#uina • !isponi6les a todos los pro.ramas4 pro.ramas de aplicación ( pro.ramas del sistema Tipos de registros  – !atos  – !irecciones  – &ódi.os de condición

Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción nidad de Procesamiento Central Unidad Registros de datos Pueden contener temporalmente operandos o resultados de una operación • Re.istro de datos •  Acumulador  Registros de direcciones • Re.istros 7ndices •  Apuntador de se.mentos •  Apuntador de stac9 Registros de Control y Estado • Pro.ram &ounter :P&; • Instruction Re.ister :IR; • Pro.ram tatus
Elementos Básicos de Ejecución de una Instrucción

Instrucciones del Procesador  • Es una cadena 6inaria • &ontiene la orden a ser ejecutada por el procesador  • e almacena en memoria para lue.o ejecutarse desde IR • En su conjunto constitu(en el len.uaje de má#uina • &ada instrucción es ejecutada en un ciclo denominado ciclo de instrucción • Es ejecutada como una secuencia de microoperaciones tempori=adas • >eneralmente representado por códi.os en ensam6lador 

&iclo de Instrucción &iclo de captación :?etc@;4 • P& cede a AR la dirección de la pró%ima instrucción a ser captada • El procesador capta la instrucción desde la memoria para car.ar a IR ( P& se incrementa El procesador decodi5ica e interpreta la instrucción ( reali=a la ejecución se.n re#uerimientos4 MRI' RRI ( PRI

&iclo de instrucción &iclo de ejecución4 • Ejecución procesadormemoria4 $rans5erencia de datos entre &P+ ( memoria principal • Ejecución procesadorre.istro4 Interacción entre procesador ( re.istros internos' sin participación de la memoria • Ejecución procesadorE/4 $rans5erencia de datos entre &P+ ( peri5,rico • Procesamiento de datos4 Operaciones aritm,ticas o ló.icas • &ontrol4 Alteración de la secuencia de instrucciones :salto;

El ciclo de instrucción

Captación

Interrupción

Indirecto

Ejecución

!ia.rama de estados del ciclo de instrucción

Captación de instrucción

Alcacena miento de operando

Captación del operando

!arios operandos

Cálculo de la dirección de la instrucción

Decodificación de la operación de la instrucción

Instrucción completada Captar la siguiente instrucción

Cálculo de la dirección del operando

!arios operandos

Operación con datos

Cadena o "ector  de datos

Cálculo Cálculo de de la la dirección dirección del del operando operando

&iclo de instrucción e interrupción

Ejemplo4 Ejecución de Instrucciones &onsideraciones4 • El 5ormato de instrucciones comprende un re.istro de 10 6its4 * 6its para códi.o de operación ( 12 6its para direcciones • ?ormato de datos4 10 6its • &ódi.os de operación4  – 88814 -!A  – 88184 $A  – 81814 A!!

Ejemplo4 Ejecución de Instrucciones emoria

Ejemplo# Ejecución de Instrucciones      

300

#$%0

30#

'$%#

302

2$%#

$%0 $%#

emoria

Registros del C!" !C

Registros del C!"

300

#$%0

&C

30#

'$%#

30# 0003

IR

302

2$%#

#$%0

0003

$%0

0003

0002

$%#

0002

300 #$%0

!C &C IR

!aso 2

!aso # emoria 300

#$%0

30# 302

'$%# 2$%#

$%0 $%#

emoria

Registros del C!" !C

Registros del C!"

#$%0

&C

300 30#

'$%#

3 0 #2 000'

IR

302

2$%#

'$%#

0003

$%0

0003

3)2*'

0002

$%#

0002

30# 0003 '$%#

!aso 3

!C &C IR

!aso %

emoria

emoria

Registros del C!"

300

#$%0

30#

'$%#

302 000'

302

2$%#

2$%#

$%0 $%#

!C

Registros del C!"

#$%0

&C

300 30#

'$%#

3300223 000'

IR

302

2$%#

2$%#

0003

$%0

0003

0002

$%#

0002

!C &C IR

Instrucciones del  del &omputador 

$rans5erencia en 6us nico

Estructura  Estructura del &omputador     Básico

Modos de !ireccionamiento • Inmediato • !irecto • Indirecto • Re.istro • Re.istro Indirecto • !espla=amiento :Inde%edo; • tac9

Modos de !ireccionamiento Direccionamiento Inmediato

Modos de !ireccionamiento Direccionamiento Directo

Modos de !ireccionamiento Direccionamiento Direccionamiento Indirecto

Modos de !ireccionamiento Direccionamiento de Registro

Modos de !ireccionamiento Direccionamiento Indirecto con Registro

Modos de !ireccionamiento !ireccionamiento con !espla=amiento

Interrupciones • Mecanismo por el cual otros módulos pueden interrumpir la normal secuencia de procesamientoC • Módulos4  – Pro.rama4 o"er5loD' di"ision entre cero  – $imer4 .enerado por el reloj interno del procesador en am6ientes multitarea  – I/O4 desde el controlador I/O  – Error de @ardDare4 error de paridad de la memoria

&iclo de Interrupción • Es una implementación de @ardDare de una trans5erencia de pro.rama ( sal"a la dirección de retorno de la si.uiente instrucciónC •  Al acti"arse una 6andera' el computador deja la ejecución de instrucciones para ocuparse de la trans5erencia de entrada o salida

&iclo de Interrupción $ Es un a%adido al ciclo de interrupción $ El procesador "erifica posi&le interrupción' indicado por una se%al de interrupción $ (i no )a* interrupción' captura la siguiente instrucción $ (i )a* interrupción#  +  (uspende la ejecución de la secuencia del programa  +  ,uarda el conte-to  +  PC se carga con la dirección de inicio de la rutina de interrupción  +  (e procesa la interrupción  +  Restaura el conte-to * contin.a con la secuencia

!ia.rama de estados del ciclo de instrucción / interrupción

Indirección Captación Captación de instrucción

Indirección Alcacena miento de de miento operando

Captación operando del operando

!arios resultados

!arios operandos

Cálculo de la dirección de dirección la instrucción instrucción

Decodificación de la operación la instrucción instrucción de la

Cálculo de de la la Cálculo dirección del operando

Instrucción completada Captar la siguiente instrucción

Operación con datos datos con

Cálculo de la del dirección del operando

!ol"er a por otro dato de una cadena o un "ector 

Compro&a Compro&a ción de de ción interrupción

 /o interrupción

Interrupción