Arquitectura del Set de Instrucciones y Conjunto de Instrucciones

¿Que es el ISA?


ISA es una especificación que detalla el conjunto de instrucciones de un procesador, es llamada así por su nombre en ingles "Instruction Set Architecture" lo cual se traduce al español como arquitectura del set de instrucciones. Un conjunto de instrucciones se refiere a el grupo de instrucciones que puede entender y ejecutar un procesador. Para poder definir como debe ser el hardware de un procesador y su organización es necesaria la arquitectura del set de instrucciones. Una ISA define todo lo que un programador de lenguaje maquina debe saber para programar un computador. El ISA consiste en el direccionamiento de modos, instrucciones, tipos nativos de data, registros, arquitectura de memoria, interrupciones y manejo de excepciones.

Un set de instrucciones puede estar construido en el hardware del procesador o puede ser emulado en el software, sin embargo la versión emulada en software es mucho menos eficiente y mas lenta que el diseño en hardware.

Un ejemplo de ISA es el set de instrucciones x86 que podemos encontrar en muchas computadoras actuales. Tanto los procesadores Intel Pentium como los AMD Athlon usan casi el mismo modelo x86.

Procesador Intel Pentium


Secuencia de Operación Básica del Procesador

Para ejecutar las instrucciones de un programa el procesador efectúa la siguiente secuencia de pasos:
-Obtener la instrucción de memoria.
-Decodificar la instruccion
-Localiza los parámetros y los carga
-Ejecuta la operacion
-Almacena el resultado
-Actualiza el registro

Estas instrucciones se traducen y almacenan en la memoria del procesador en lenguaje binario, para constituir el llamado código de maquina. Recordemos que el lenguaje que cambia los códigos binarios y las direcciones por variables mas simbolices es llamado lenguaje ensamblador.

Arquitectura RISC y Arquitectura CISC

Los procesadores de conjunto reducido de instrucciones RISC presentan las siguientes características:
-Tiene como objetivo el alto rendimiento.
-Necesita un banco de registros grande.
-Por tener instrucciones de longitud fijas y solo realizar operaciones básicas su unidad de control es simple.
-Su organización interna es en pipeline.

Las características de los procesadores de conjunto de instrucciones complejo CISC, al contrario, son:
-Tiene como objetivo proporcionar instrucciones que faciliten hacer programas y así ahorrar energía.
-El banco de registros es reducido.
-Debido a sus instrucciones complejas su unidad de control no es muy simple.
-Las instrucciones terminan siendo procesadas en pipeline tipo RISC.


Referencias
Computer Hope. (26/04/17). Instruction Set. ComputerHope. Recuperado de https://www.computerhope.com/jargon/i/instset.htm

TelUva. (s.f.). Conjunto de Instrucciones. Escuela Técnica Superior de Telecomunicación. Recuperado de www.tel.uva.es/descargar.htm;jsessionid...?id=16999

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