Instrucciones Al Computador

Instrucciones a la Computadora

 Se expresan en los programas como instrucciones sentencias o proposiciones  (normalmente el termino instrucción se suele referir a los lenguajes maquina y bajo nivel reservando la sentencia o proposición para los lenguajes de alto nivel) las instrucciones de computadora se almacenan en posiciones de memoria consecutivas, y se ejecutan de manera secuencial, una sola a la vez. El control lee una instrucción de una dirección específica en la memoria y la ejecuta. Después continúa leyendo la siguiente instrucción en secuencia y reejecuta y así sucesivamente. Este tipo de secuencia de instrucciones necesita un contador para calcular la dirección de la siguiente instrucción, después que se termina la ejecución de la instrucción presente. También es necesario proporcionar un registro en la unidad de control para almacenar el código de instrucción después de que se lee de la memoria. La computadora necesita también los registros del procesador para manipular datos y un registro para contener una dirección de memoria.

Por consiguiente un programa consta de una secuencia de instrucciones cada una de las cuales específica ciertas  operaciones que debe ejecutar la computadora.

La  elaboración de un programa requerirá conocer el juego  o repertorio de instrucciones del lenguaje. Las instrucciones básicas y comunes en casi todos los lenguajes se pueden considerar en cuatro grupos:

Instrucciones de Entrada Salida

Instrucciones de transferencia de información y datos entre dispositivos Periféricos (teclado impresora unidad de disco etc.)

Instrucciones Aritmético Lógicas

Instrucciones que  ejecutan operaciones aritméticas (suma resta multiplicación, división) lógicas (operaciones and, or, not, etc.)

Instrucciones Selectivas

Instrucciones que permiten  la   selección de tareas alternativas en función de los resultados de diferentes expresiones condicionales.

Instrucciones Repetitivas.

Instrucciones que permiten la repetición de secuencias de instrucciones un número determinado o indeterminado de veces.

Las instrucciones dentro de la computadora se representan mediante números. Por ejemplo, el código para copiar puede ser 001. El conjunto de instrucciones que puede realizar una computadora se conoce como lenguaje de máquina o código máquina. En la práctica, no se escriben las instrucciones para las computadoras directamente en lenguaje de máquina, sino que se usa un lenguaje de programación de alto nivel que se traduce después al lenguaje de la máquina automáticamente, a través de programas especiales de traducción (intérpretes y compiladores).

El funcionamiento de una computadora es en principio bastante sencillo. La computadora trae las instrucciones y los datos de la memoria. Se ejecutan las instrucciones, se almacenan los datos y se va por la siguiente instrucción. Este procedimiento se repite continuamente, hasta que se apaga la computadora. Los Programas de computadora (software) son simplemente largas listas de instrucciones que debe ejecutar la computadora, a veces con tablas de datos. Muchos programas de computadora contienen millones de instrucciones, y muchas de esas instrucciones se ejecutan rápidamente.

En la actualidad, podemos tener la impresión de que las computadoras están ejecutando varios programas al mismo tiempo. Esto se conoce como multitarea. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y después tras un breve periodo de tiempo, cambian a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones. Esto crea la ilusión de que se están ejecutando varios programas simultáneamente, repartiendo el tiempo de la CPU entre los programas.

Registros de la Computadora

Lista de registros para una computadora básica

# Bits Función

DR (Registro de datos) 16 Contiene el operando en la memoria

AR (Registro de dirección) 12 Contiene la dirección para la memoria

AC (Acumulador) 16 Contiene el registro del procesador

IR (Registro de instrucción) 16 Contiene el código de instrucción

PC (Contador de programa) 12 Contiene el código de la siguiente instrucción

TR (Registro temporal) 16 Contiene datos temporales

INPR (Registro de entrada) 8 Contiene el carácter de entrada

OUPR (Registro de salida) 8 Contiene el carácter de salida.

El registro de instrucción: Es el receptor de la información dirigida a la unidad de control. Esta información es siempre una instrucción procedente de la memoria principal a través del bus de datos. Para que la instrucción pueda acceder al registro, primero debe activarse una señal de control que permita la transferencia en paralelo de los bits contenidos en los hilos del bus a las respectivas células del registro.

        La información contenida en el registro de instrucción es interpretada por la unidad de control mediante la división en tres campos independientes entre sí. Estos campos son genéricamente:

Código de operación (CO): Este campo siempre existe. El número de bits que lo componen deberá ser suficiente para que cada instrucción esté definida perfectamente y varía según el juego de instrucciones de cada tipo de microprocesador.

Campo(s) de direccionamiento(s) CD: También existe siempre aunque a veces es ignorado por algunos códigos de operación. El contenido de este campo es la dirección de la posición de la memoria principal para acceder a un operando o para acceder a la siguiente instrucción a ejecutar.

Modo(s) de direccionamiento: Generalmente existe pero puede no existir. Su contenido indica a la unidad de control el modo en que está direccionada la instrucción en la memoria.

       Decodificador de instrucción: Es el elemento encargado de transformar el contenido del código de operación almacenado en el registro de instrucción en una información más amplia e inteligible por el secuenciador.

        El secuenciador es un autómata (máquina de Moore) que, tras analizar e interpretar la información de entrada (salida del decodificador, registro de estado, reloj), envía un conjunto de señales a las unidades que las precisen para proceder a la ejecución de la instrucción y para llevar a cabo el inicio de la siguiente. Estas señales que envía el secuenciador se conocen con el nombre de "micro órdenes".

...