REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO

SANTIAGO MARIÑO

MARACAIBO- ESTADO ZULIA

Registro e Instrucciones del Microprocesador.

Modos de Direccionamiento.

Cátedra:

Microprocesadores

Integrante:

Nolbert Pirela

Yubismar Araujo

José Rincon

Michelle Leon

Maiglyn Araujo

Maracaibo, Mayo del 2014

Esquema

1. ¿Qué son los registros en un microprocesador?

2. Funciones

3. Operaciones

4. Importancia

5. Instrucciones en el microprocesador

6. Ciclo de Instrucción

7. Tipos según la instrucción que maneja

8. Los modos de direccionamiento

Desarrollo

1. ¿Qué son los registros en un microprocesador?

Los microprocesadores, las unidades centrales de procesamiento (CPU

por sus siglas en inglés de Central Processing Unit) de cualquier dispositivo

informático, realizan tareas básicas y avanzadas de procesamiento de

información. Toman datos de los programas de software en la forma de bits

binarios (0 y 1) y los procesan de acuerdo con los comandos proporcionados.

Generan secuencias binarias de salida, que se transforman en datos

entendibles para los usuarios finales.

Dentro de estos microprocesadores existe un componente llamado

registro de información, que almacena temporalmente los valores de los

datos a los que se accede con frecuencia durante el proceso. Los registros,

de importancia primordial dentro de la jerarquía de memoria de la

computadora, se utilizan para almacenar sólo los valores de los datos,

comandos, estados binarios y otras instrucciones que definen qué datos se

procesan y cómo.

2. Funciones

Los registros de datos principalmente funcionan como lugares de memoria

electrónica temporal de frecuente y fácil acceso a través de la CPU de una

computadora. Esta accesibilidad se debe a la ubicación de los registros

dentro de los microprocesadores. Como resultado de ello, la CPU puede

acceder a ellos con mayor rapidez que los módulos de memoria de acceso

aleatorio (RAM por sus siglas en inglés de Random Access Memory) y otros

lugares de almacenamiento electrónicos como memoria de sólo lectura

(ROM por sus siglas en inglés de Read Only Memory) y memoria flash.

Un microprocesador normal contiene múltiples matrices de estos registros

y cada uno está fabricado para mantener sólo una pequeña cantidad de

datos binarios. Un registro en funcionamiento tiene una capacidad de

memoria de 8, 16, 32 o 64 bits; estos valores dependen de la arquitectura del

microprocesador.

3. Operaciones

Los registros en un microprocesador funcionan como datos en tiempo real

que llevan unidades de memoria electrónica. Esto significa que cuando un

usuario da una orden a una aplicación de software (a través de un clic del

ratón o pulsando una tecla), se traduce en una declaración binaria y se envía

al microprocesador. Estas declaraciones son recibidas por registros del

microprocesador, que los mantienen durante unos nanosegundos si el

procesador ya está ocupado, y luego las envía a petición del procesador.

Estos registros también tienen los bits procesados en tiempo real de datos

cuando se transmitieron los bits de datos previamente procesados, así como

también mantienen las ubicaciones y los comandos asociados con los

valores de entrada o los datos procesados.

4. Importancia

Los registros no sólo comparten la carga del procesador, sino que también

le proporcionan instrucciones acerca de cómo se deben procesar los datos.

Además, estos registros proporcionan una importante ayuda a los

microprocesadores en la tarea de determinar dónde enviar los datos tras el

procesamiento, y en qué disposición almacenarlo en la memoria principal o

dentro de un dispositivo de almacenamiento. También, el número de

registros integrados y operando dentro de un microprocesador ayuda a

definir su eficiencia operativa y capacidades de procesamiento de datos.

5. Instrucciones en el microprocesador

- Unidad Aritmética/Lógica (ALU) que desarrolla operaciones aritméticas

(por ejemplo, suma, resta, multiplicación y división) y lógicas (por ejemplo,

mayor que, menor que, igual que) requeridas para procesar las instrucciones.

- La memoria caché, una memoria especial de alta-velocidad que almacena

los datos usados más recientemente, para acelerar el proceso de ejecución

de instrucciones.

- La tasa a la cual se procesan las instrucciones es controlada por un reloj

interno, también conocido como el reloj del sistema.

- Un ciclo de instrucción no necesariamente corresponde a la ejecución de

un número fijo de instrucciones. En algunas ocasiones se necesitan dos

ciclos o más para ejecutar una instrucción.

- El número de instrucciones completadas es independiente del número de

ciclos usados.

- Algunas veces las comparaciones entre computadoras se hacen

basándose en el número de instrucciones por segundo (IPS) en lugar del

tiempo de ciclo; ésta medida depende tanto del número de ciclos por

segundo como de la mezcla de instrucciones.

6. Ciclo de Instrucción

Se conoce como set de instrucciones al conjunto de instrucciones que es

capaz de entender y ejecutar un microprocesador. Un ciclo de instrucción,

también llamado fetch and execute (búsqueda y ejecución) es el período que

tarda un microprocesador en ejecutar una instrucción. Se divide en dos

etapas: Ciclo de búsqueda y Ciclo de ejecución

Las instrucciones se clasifican según su función en:

- Instrucciones de transferencia de datos. Estas instrucciones mueven

datos (que se consideran elementos de entrada/salida) desde la memoria

hacia los registros internos del microprocesador, y viceversa. También se

usan para pasar datos de un registro a otro del microprocesador. Existen

algunas instrucciones que permiten mover no sólo un dato, sino un conjunto

de hasta 64 KBytes con una sola instrucción.

- Instrucciones de cálculo. Son instrucciones destinadas a ejecutar ciertas

operaciones aritméticas, como por ejemplo sumar, restar, multiplicar o dividir,

o ciertas operaciones lógicas, como por ejemplo AND, OR, así como

desplazamiento y rotación de bits.

- Instrucciones de transferencia del control del programa. Permiten

romper la secuencia lineal del programa y saltar a otro punto del mismo.

Pueden equivaler a la instrucción GOTO que traen muchos lenguajes de

programación.

- Instrucciones de control. Son instrucciones especiales o de control que

actúan sobre el propio microprocesador. Permiten acceder a diversas

funciones, como por ejemplo activar o desactivar las interrupciones, pasar

órdenes al coprocesador matemático, detener la actividad del

microprocesador hasta que se produzca una interrupción, etc.

7. Tipos según la instrucción que maneja

Si un microprocesador es capaz de ejecutar muchas instrucciones en

código máquina no es garantía de ser mejor que otro que ejecuta menos

instrucciones. En la actualidad sucede todo lo contrario.

Si atendemos al número de ciclos de reloj que se necesitan para ejecutar

las instrucciones en código máquina podemos encontrar dos tipos de

microprocesadores:

- CISC. Computación con una colección de instrucciones compleja. Las

instrucciones son ejecutadas haciendo uso de varios ciclos de reloj. Las

instrucciones son interpretadas por un microprograma a través de la unidad

de control. Es decir, cada instrucción "código máquina" está asociada a una

serie de microinstrucciones dentro del microprocesador.

- RISC. Computación con una colección de instrucciones reducida. Son más

rápidos y eficientes aunque los programas ejecutables son más largos. Una

tarea simple puede requerir la ejecución de varias instrucciones. Cada

instrucción es ejecutada en un ciclo de reloj, excepto las de cargar y guardar.

También poseen otras características que los definen como el formato simple

de instrucción. Es decir, todas ocupan un número de bits.

8. Los modos de direccionamiento

Los modos de direccionamiento son aquellos procedimientos empleados

por el microprocesador para poder acceder a determinados operandos,

instrucciones, posiciones de memoria, registros de entrada/salida, etc. Por

tanto el objeto del direccionamiento es un valor o dato que se encuentra en

un lugar de la memoria, en algún registro o en la propia instrucción. Los

diferentes modos de direccionamiento que pueda emplear un

microprocesador le proporcionan un determinado nivel de potencialidad,

permitiéndole manejar datos y realizar operaciones con mayor facilidad. En

general podemos diferenciar los siguientes tipos o modos de

direccionamiento:

- Direccionamiento Inmediato: En este caso el objeto (un operando) se

encuentra incluido en la instrucción, es decir, a continuación del código de la

instrucción se añade el operando propiamente dicho. Las instrucciones que

emplean este direccionamiento pueden ser de dos o tres bytes y son

instrucciones de ejecución rápida y sencilla.

- Direccionamiento Implícito: Las instrucciones que emplean este modo de

direccionamiento tienen un solo byte y es la propia instrucción la que indica

qué registro o dirección de memoria se va a utilizar en la operación.

- Direccionamiento Absoluto: En este caso las instrucciones incluyen la

dirección de memoria donde se encuentra el dato con el que se va a operar.

En este tipo de direccionamiento pueden darse tres supuestos:

a) La instrucción apunta a un registro que contiene la información deseada

(direccionamiento también llamado de registro).

b) La instrucción contiene la dirección completa en la que se encuentra el

dato, empleando para ello tres bytes.

c) Cuando la instrucción se refiere solo a una parte de la memoria

(página). En este caso el byte más alto lo suministra el contador de programa

y el byte más bajo se expresa a continuación del código de instrucción, por

tanto solo se emplean dos bytes (Este direccionamiento también se llama de

página base).

- Direccionamiento Directo Relativo: La instrucción en este caso contiene

un valor determinado al que podemos llamar V. La dirección total se calcula

sumando a V el valor que esté almacenado en un registro al que haga

referencia la instrucción. El valor de V puede ser tanto positivo como

negativo.

- Direccionamiento Indirecto: La instrucción contiene una dirección a la que

llamaremos D1. El contenido de D1 no es el objeto directo de nuestra

instrucción, sino que contiene otra dirección que llamaremos D2. Esta nueva

dirección D2 es la que contiene el dato que sí es objeto de la instrucción.

Expresados ya los modos de direccionamiento con carácter general,

pasamos ahora a ver los modos de direccionamiento que utiliza el

microprocesador 8085 en particular, que son los cuatro siguientes:

Direccionamiento Directo Absoluto: La instrucción contiene la dirección

exacta y completa donde se encuentra el dato. Por ejemplo:

LHLD A716H

Direccionamiento Por Registro: La instrucción lleva el registro en el que

está el dato que va a ser tratado. Como por ejemplo:

MOV A,B

MOV B,C

Direccionamiento Por Registro Indirecto: En la instrucción se especifica un

registro cuyo contenido apunta a una dirección de memoria en la que se

encuentra el dato. Por ejemplo:

MOV A,M

M es una referencia simbólica a una dirección apuntada o señalada por el

par de registros HL.

Direccionamiento Inmediato: La instrucción contiene el dato con el que se

desea operar, pudiendo ser el dato de uno o dos bytes:

LXI H,A0B7H

ADI 3AH