Lenguaje de Maquina y ensamblador

Estructura y Funcionamiento de las computadoras II:
Unidad I: Lenguaje de Maquina y ensamblador. Procesador Z80

Conjunto (Set) de Instrucciones
Una computadora reconoce, interpreta y procesa un grupo definido y limitado de órdenes (instrucciones de máquina), correspondientes a operaciones, las cuales se llevan a cabo a través de la ejecución de instrucciones. A ese conjunto, repertorio o set deinstrucciones se las conoce como el Lenguaje de Máquina o Código Absoluto. Cada fabricante establece el Set de instrucciones correspondiente a una máquina en particular, lo cual es una característica del diseño.
El número de instrucciones que componen el set es distinto para otras máquinas, pero existe un grupo básico de operaciones que todas las máquinas incluyen.
Representación de lasInstrucciones
Cada instrucción es un código binario que puede ser interpretado por los circuitos del CPU. Por lo que a cada instrucción del set le corresponde una determinada configuración binaria, establecida por el diseñador.
Elementos de una instrucción de máquina
Cada instrucción debe contener la información requerida por la CPU para su ejecución. Para ello los elementos de una instrucción de máquinason:
Código de Operación: especifica a la Unidad de Control la operación a ser realizada, además de brindarle información acerca del tipo de operando y la ubicación de los datos.
Referencia del operando fuente: operandos que son entradas para la operación.
Referencia del operando resultado.
Referencia de la siguiente instrucción: dice al CPU donde buscar la siguiente instrucción después de que laejecución de esta instrucción termine.
Los operandos fuente y resultado pueden estar en tres áreas:
1. Memoria: para lo que la dirección debe suministrar las direcciones correspondientes.
2. Registro de la CPU: si solo existe un registro, la referencia es implícita, de lo contrario la instrucción debe contener el número del registro deseado.
3. Dispositivo de entrada/salida: para lo que lainstrucción debe especificar el módulo del dispositivo de E/S y el dispositivo para la operación.







Formato de las Instrucciones
El formato de una instrucción es la división en campos, en correspondencia a los elementos constituyentes de la instrucción. El formato de las instrucciones y el código de operación son asignados por el fabricante al diseñar la computadora. Distintas CPUs tienen distintosformatos de instrucciones y para una misma CPU el conjunto de instrucciones utiliza más de un formato, por lo que la CPU debe estar habilitada para extraer los datos de los varios campos de instrucción a fin de realizar la operación requerida.


Tipo de Instrucciones
Un lenguaje de alto nivel expresa las operaciones en una forma algebraica concisa, usando variables, mientras que un lenguaje amáquina expresa las operaciones en una forma básica e involucra el movimiento de datos desde o hacia registros.
Cualquier programa escrito en lenguaje de alto nivel debe ser convertido a un lenguaje a máquina para poder ser ejecutado. Por lo que el set de instrucciones debe poder expresar cualquier operación en alto nivel. Los tipos de instrucciones son:
Procesamiento de datos: instrucciones aritméticas(procesamiento de datos numéricos) y lógicas (booleanas).
Almacenamiento de datos: instrucciones de memoria (para mover datos entre la memoria y los registros).
Movimiento de datos: instrucciones de E/S (transferir datos a la memoria y que los resultados de cálculos regresen al usuario).
Control: instrucciones de prueba (verificar el estado de un cálculo) y de bifurcación (para saltar a otrasinstrucciones dependiendo de una decisión).
Número de Direcciones
El número de direcciones por instrucción es una decisión básica de diseño. Pocas direcciones por instrucción resultan en instrucciones más primitivas, lo cual requiere una CPU menos compleja, derivando también en instrucciones de longitud más corta. Por otra parte, los programas contienen más instrucciones totales, lo cual resulta...