¿Qué es una instrucción informática?
Una instrucción informática es una orden dada a un procesador de computadora por un programa informático. En el nivel más bajo, cada instrucción es una secuencia de 0 y 1 que describe una operación física que debe realizar la computadora.
Las instrucciones informáticas suelen tener tres campos. Estos incluyen un campo de código de operación, u opcode, que identifica la operación a realizar, como «agregar» datos en la memoria a un registro específico. También tienen un campo de dirección, que muestra dónde se encuentran los registros y la memoria, y un campo de modo, que muestra cómo funcionarán los registros y la memoria.
Las instrucciones varían en longitud. Pueden tener unos pocos bits o muchos bytes. Una palabra de instrucción muy larga (VLIW) es una arquitectura de procesamiento en la que las instrucciones se procesan en paralelo. VLIW se utiliza principalmente en aplicaciones integradas de alto rendimiento. Los microprocesadores RISC (Reduced Instruction Set Computer), están diseñados para realizar una pequeña cantidad de tipos de instrucciones informáticas, a menudo de longitud fija.
¿Cómo funcionan las instrucciones informáticas?
Los programadores informáticos proporcionan las instrucciones que el sistema informático necesita, utilizando un teclado u otro tipo de dispositivo de entrada. El sistema operativo (SO) de la computadora u otras aplicaciones de software están programados para interpretar y ejecutar estas instrucciones.
Dependiendo del tipo de instrucción particular, las instrucciones especifican áreas de almacenamiento especiales llamadas registros que pueden contener datos que se utilizarán para llevar a cabo una instrucción. Las instrucciones también especifican la ubicación en la memoria de la computadora de los datos y el formato de entrada/salida (E/S) que se utilizará.
En el lenguaje ensamblador de una computadora, cada instrucción del lenguaje generalmente corresponde a una única instrucción del procesador. En lenguajes de alto nivel, como C++, una declaración de lenguaje generalmente resulta después de que el programa se compila en múltiples instrucciones de procesador.
En lenguaje ensamblador, una macroinstrucción es aquella que se expande para convertirse en múltiples instrucciones durante el procesamiento del programa ensamblador. La forma exacta en que esto funciona se basa en una definición de macro previamente codificada.
Cómo funcionan los conjuntos de instrucciones
Una colección de instrucciones informáticas es un conjunto de instrucciones. Facilita una variedad de tareas para que la unidad central de procesamiento (CPU) de un sistema informático las ejecute. Una computadora básica tiene una arquitectura informática diseñada para vincular todos los componentes en un sistema cohesivo. La organización de la computadora generalmente incluye una CPU, memoria, componentes de E/S, firmware que contiene el sistema operativo e instrucciones de control específicas sobre cómo funciona la computadora.
Las siguientes son las principales categorías de instrucciones que debe tener una computadora para procesar información:
- capacidades informáticas, incluidas instrucciones aritméticas, de desplazamiento y lógicas;
- instrucciones que mueven información dentro y fuera de registros asociados con la CPU y la memoria;
- instrucciones de control del programa que también verifican el estado de la actividad del programa; y
- instrucciones para actividades de E/S.
Una cantidad considerable de información se almacena en los registros de la memoria, pero todas las actividades computacionales y de procesamiento general ocurren en los registros de la CPU. Las instrucciones de bifurcación manejan cambios en la forma en que se ejecuta un programa. Las instrucciones de E/S mueven datos a la memoria para regímenes de procesamiento posteriores y luego entregan los resultados al usuario.
Los 3 componentes de las instrucciones informáticas
Las instrucciones informáticas que proporcionan los programadores se componen de tres campos. Estos campos son los siguientes:
- Campo de código de operación. Este campo describe la operación que se va a realizar.
- Campo de dirección. Este campo indica dónde se encuentran las direcciones de registro o memoria. Estos se denominan operandos o datos que serán operados o manipulados.
- Campo de modo. Este campo especifica cómo funcionará el operando.