FORMATO DE INSTRUCCIONES

Formato de instrucciones

NOMBRE : RODOLFO HEREDIA DE LA CRUZ

PROFESOR : JULIO AZAÑA AZAÑA

CURSO : ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

CODIGO: 2008002393

add rd rs rt

Función: rd ← rs+rt

add $8, $2, $3 => 00434020 000000 00010 00011 01000 00000 100000

Cada instrucción debe contener la información que necesita el CPU para su ejecución.

Código de operación. Especifica la operación a realizar (suma,resta, E/S, etc.), la operación se indica mediante un código binario.

Referencia a operandos fuente: La operación puede involucrar a uno o más operandos fuentes, es decir, operandos que son entradas para la instrucción.

Referencia al operando resultado. La operación puede producir un resultado.

Referencia a la siguiente instrucción. Le indica al CPU de donde va a captar la siguiente instrucción tras completarse la ejecución de la instrucción actual. La siguiente instrucción a captar esta en memoria principal. En la mayoría de los casos, la siguiente instrucción sigue inmediatamente a la instrucción en ejecución. En tales casos no hay referencia explícita a la siguiente instrucción. Cuando sea necesaria una referencia explícita, se debe suministrar la dirección de memoria.

add rd rs rt

Función: rd ← rs+rt

add $8, $2, $3 => 00434020 000000 00010 00011 01000 00000 100000

0 | 0 | 4 | 3 | 4 | 0 | 2 | 0

PC CPU

1500

Registro de Instrucción

0000 0000 0100 0011 0100 0000 0010 0000

add

Unidad de Control

Fetch

1497

1498

1499

1500

1501

1502

1504

1505

Memoria

+

Formato de instrucciones

El formato de la instrucciones es un conjunto

de especificaciones que indican como debe ser interpretado el patrón de bits de una

instrucción de máquina para logra su ejecución dentro del computador.

El formato de la instrucción nos indica cual es el código de operación y cuales los operandos que la instrucción especifica, tanto explícita como implícitamente.

Criterios para el diseño de los formatos de las instrucciones

En algunas máquinas todas las instrucciones tienen la misma longitud; en otras hay instrucciones con distintas longitudes. La longitud de las instrucciones puede ser menor, igual o mayor que el tamaño de la palabra. Exigir que todas las instrucciones posean la misma longitud hace más sencillo su decodificación pero puede desperdiciarse espacio.

En el momento que se diseña una nueva computadora se deben escoger los formatos de las instrucciones y para ello se deben tomar en cuenta varios factores.

Criterios para el diseño de los formatos de las instrucciones

Por un lado, si la nueva computadora llega a tener un exito comercial,el conjunto de instrucciones podría sobrevivir 20 años o más. En este caso, la capacidad para añadir nuevas instrucciones y aprovechar otras oportunidades que surjan durante el tiempo de vida del diseño de ese computador tiene gran importancia.

Además, la eficiencia de un conjunto de instrucciones depende en gran medida de la tecnología con la que se va a implementar. Con el pasar del tiempo, esta tecnología

puede cambiar enormemente y hacer que ciertas decisiones que se tomaron al momento del diseño, no parezcan luego

que fueron las mejores.

Criterios para el diseño de los formatos de las instrucciones

Un criterio de diseño importante es el relativo al tamaño de las instrucciones. Un programa conformado por n instrucciones de 16 bits ocupa menos espacio de memoria que n instrucciones de

32 bits.

Si se minimiza mucho el tamaño de las instrucciones puede hacer que el proceso de decodificación y sobreposición de instrucciones sea más complicado.

Criterios para el diseño de los formatos de las instrucciones

Un motivo para disminuir el tamaño de las instrucciones es el ancho de banda de la memoria, es decir, el número de

bits que la memoria puede suplir por segundo. La velocidad de los procesadores ha aumentado más rapidamente que la velocidad de las memorias, por lo tanto las memorias se transforman en cuellos de botellas en el sistema. El hecho

de que las instrucciones sean más cortas implica un

procesador más rápido.

Dado que los computadores modernos pueden ejecutar varias instrucciones en un ciclo de reloj, es imperativo traer varias instrucciones en cada ciclo de reloj, por lo tanto, el tamaño de la instrucción es importante.

Criterios para el diseño de los formatos de las instrucciones

Existe un compromiso entre el deseo de disponer un conjunto de instrucciones de máquina potente y la necesidad de ahorrar espacio. El programador desea más códigos de operación, más operandos, más modos de direcciónamiento y mayor rango de direcciones.

Al contar con más códigos de operación y más operandos se facilita la tarea del programador ya que puede escribir programas con menos instrucciones.

De igual forma, más modos de direcciónamiento tambien facilitan la tarea del programador en la implementación de ciertas funciones como por ejemplo la manipulación de tablas, etc. Además con el uso de mayor cantidad de memoria y la memoria virtual, los programadores demandan poder direcciónar mayores rangos de memoria.

Criterios para el diseño de los

formatos de las instrucciones

Otro criterio de diseño que debe tomarse en cuenta es el espacio dentro de la instrucción que será destinado para expresar

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