¿Qué son las instrucciones informáticas?

Es bastante fácil entender que las computadoras ejecutan el software, como un sistema operativo o un navegador web. Sin embargo, incluso se sabe generalmente que el software se desarrolla escribiendo código en cualquiera de los muchos lenguajes de programación. Por lo general, ese código se compila en un formato que la computadora puede ejecutar.

Las computadoras no pueden entender python, C, Java o cualquier otro lenguaje de programación. Necesita que las instrucciones se proporcionen en el formato de su conjunto de instrucciones. El conjunto de instrucciones es una colección de instrucciones de computadora. Cada uno detalla qué operación se va a realizar y sobre qué datos. El conjunto de instrucciones de computadora más común es x86. Específicamente, la variante x86-64 también se conoce como AMD64.

Integridad del conjunto de instrucciones

Hay cuatro categorías principales de instrucción que se necesitan para que una computadora pueda operar. Instrucciones aritméticas, lógicas y de turnos. Instrucciones para mover datos entre la memoria del sistema y los registros. Instrucciones de entrada y salida. Instrucciones de control y estado del programa.

Las instrucciones aritméticas, lógicas y de desplazamiento permiten que la computadora realice cálculos. Este subconjunto de instrucciones se utiliza para realizar cálculos reales. Todos los datos que la CPU necesita para operar se almacenan en la RAM. Para que la CPU pueda acceder a él para operar sobre él. Sin embargo, los datos deben estar en los registros del procesador. Como tal, las instrucciones que mueven datos entre la RAM y los registros son fundamentales para el rendimiento.

Si bien las computadoras hacen muchas cosas, generalmente hay alguna interacción humana. Capturar estas interacciones y manejarlas es fundamental para mantener las computadoras interactivas. Además, el código de computadora a menudo se puede dividir en dos ramas distintas, y se debe elegir cuál tomar. Estas se conocen como instrucciones de bifurcación y son necesarias para la programación compleja, incluidos los bucles for y while. Las instrucciones de control también son fundamentales para garantizar que las operaciones se realicen en el orden correcto.

¿Qué es una instrucción?

Una instrucción es una pieza definida de funcionalidad que un procesador puede ejecutar. Una operación generalmente se muestra con un nombre de instrucción de forma abreviada. La instrucción real está codificada como un código de operación corto. Muchas operaciones necesitan realizar su operación en algunos datos. La información de dirección para estos datos se conoce como operandos. La operación más básica se conoce generalmente como NOP. NOP es la abreviatura de "sin operación". NOP no requiere más operandos, ya que le indica a la CPU que permanezca inactiva durante un ciclo de reloj. En x86, NOP se codifica como 0x90.

JMP es otra operación. Ajusta el contador de programa que apunta a la siguiente instrucción. Generalmente, la siguiente instrucción a ejecutar es la siguiente instrucción en la lista. Sin embargo, esto no puede ser cierto para ambos casos cuando llega a una declaración de bifurcación. JMP permite que una rama salte hacia adelante o hacia atrás a un conjunto de instrucciones, potencialmente muy lejos, lo que permite que el software continúe según lo previsto. En x86, JMP se codifica como 0xE9…0xEB, 0xFF/4 y 0xFF/5. JMP tomará un operando que detalla la dirección de memoria a la que debe actualizarse el contador del programa para apuntar a la siguiente instrucción correcta.

Conclusión

La instrucción de computadora, también conocida como instrucción de máquina, es una sola instrucción como parte de un conjunto de instrucciones. Las instrucciones detallan las operaciones exactas que debe completar un procesador. La mayoría, pero no todos, necesitan operar con datos y se llaman junto con los operandos. Estos operandos apuntan a registros que contienen los datos sobre los que se va a operar.