Diseño de computadores

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).                                                                                                           

Por consiguiente un programa consta de una secuencia de instrucciones cada una de las cuales especifica 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,  potencialisacion) 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 numero determinado o indeterminado de veces.

Frecuencia de reloj

                                              

La mayoría de los CPU, y de hecho, la mayoría de los dispositivos de lógica secuencial, son de naturaleza síncrona. Es decir, están diseñados y operan en función de una señal de sincronización. Esta señal, conocida como señal de reloj, usualmente toma la forma de una onda cuadrada periódica. Calculando el tiempo máximo en que las señales eléctricas pueden moverse en las varias bifurcaciones de los muchos circuitos de un CPU, los diseñadores pueden seleccionar un período apropiado para la señal del reloj.

Este período debe ser más largo que la cantidad de tiempo que toma a una señal moverse, o propagarse en el peor de los casos. Al fijar el período del reloj a un valor bastante mayor sobre el retardo de la propagación del peor caso, es posible diseñar todo el CPU y la manera que mueve los datos alrededor de los "bordes" de la subida y bajada de la señal del reloj. Esto tiene la ventaja de simplificar el CPU significativamente, tanto en una perspectiva de diseño, como en una perspectiva de cantidad de componentes. Sin embargo, esto también tiene la desventaja que todo el CPU debe esperar por sus elementos más lentos, aún cuando algunas unidades de la misma son mucho más rápidas. Esta limitación ha sido compensada en gran parte por varios métodos de aumentar el paralelismo del CPU.

 • El control del PLA (Unidad de control para sistemas).

      Es esencialmente similar al registro de secuencia y al método del decodificador excepto que todos los circuitos combinacionales se configuran con un PLA, incluyendo el decodificador y la lógica de decisión.

Los registros más importantes son:


*El contador de programa (PC): contiene la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar.

*El registro de instrucciones (IR): en este registro se almacena la instrucción que se está ejecutando en cada momento.

*Los registros para el uso del programador: que hemos situado en la ALU y que puede tener diferentes estructuras según cual sea la organización interna del procesador.

*El registro de dirección de memoria (MAR): Contiene la dirección de memoria donde se va a leer o escribir.

*El Buffer de memoria (MB): también llamado MDR. Contiene la información leída en una operación de lectura; o la información ha escribir en una operación de escritura.

Ejecución de las instrucciones:


 Un programa consta de una secuencia ordenada de instrucciones, el proceso de ejecución de cada una de esas instrucciones pasa por los siguientes ciclos o fases:

a)Fase de búsqueda: consiste en la lectura de la instrucción y la búsqueda de sus operandos; si los tiene.

b) Fase de ejecución: consiste en la ejecución de la instrucción.

BÚSQUEDA: consta de 5 puntos:

Extraer de memoria la instrucción y llevarla al IR, para hacerlo se carga el PC en el MAR y el resultado obtenida se pasa al MB, acto seguido el MB se pasa al IR para que se decodifique dicha instrucción

se incrementa el contenido del PC para que contenga la dirección de la siguiente instrucción.

Determinar el tipo de instrucción que se ha extraído y el número de sus operandos.

Si la instrucción tiene operandos deberá determinarse su localización.

Leer los operandos si los hay.

EJECUCIÓN:

Ejecutar la instrucción.

Almacenar los resultados en el lugar apropiado.

Volver al paso de búsqueda.

Lo encuentras en:

http://conceptodeprograma.tripod.com/Instruccionescomputadora.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamiento

http://html.rincondelvago.com/arquitectura-de-computadores_3.html