Instruções CPU

A operação de um CPU é determinado pelas instruções que ele executa, conhecidas como instruções de máquina. A colecção das diferentes instruções que o CPU é capaz de executar é conhecida como o conjunto de instruções, este pode variar de um fabricante para outro, ou ate mesmo no mesmo. Num CPU quanto menor for o conjunto de instruções mais rápido será o seu ciclo.

Formato das Instruções

Cada instrução consiste num grupo de bits que pode ser dividido em duas partes:

•  a primeira parte indica o que é a instrução e como será executada;

•  a segunda parte refere­-se aos dados que serão manipulados na operação, podendo ser constituída por mais de um campo.

Assim, cada uma das instruções é composta pelos seguintes campos:

•  um campo denominado código de operação cujo valor binário é a identificação da operação a ser realizada;

•  o grupo restante de bits, denominado campo do operando, cujo valor binário indica a localização dos dados que serão manipulados durante a execução da operação.

Tamanho das instruções

Instruções com C.Op. de tamanho fixo;

Instruções com C.Op. de tamanho variável.

No primeiro caso,que são as instruções de tamanho fixo, todas as instruções têm um C.Op. com a mesma quantidade de bits. A implementação das instruções e sua manipulação durante a execução de um programa são facilitadas, ao passo que o tamanho do C.Op., e da própria instrução tende a aumentar, influenciando no aumento do tamanho ocupado pelo programa na MP.

As instruções de tamanho variável têm a possibilidade de redução de espaço ocupado na MP, já que permite a codificação de um número maior de instruções usando uma menor quantidade de bits. Este tipo de implementação permite maior versatilidade entre quantidades de bits do código de operação e a dos campos operandos.

Tipos de instruções

O conjunto de instruções utilizados deve ser de uma linguagem de alto nível assim podemos classificar as instruções de máquina nos seguintes tipos:

Processamento de dados: instruções aritméticas e lógicas;

Armazenamento de dados: instruções de memória;

Movimentação de dados: instruções de E/S;

Controlo: instruções de teste e desvio.

Instruções aritméticas e lógicas: as instruções aritméticas fornecem a capacidade de processamento de dados numéricos. As instruções lógicas são aquelas que operam sobre bits em qualquer tipo de dados sem estabelecimento de relações matemáticas ou algébricas entre esses dados;

Instruções de memória: são utilizadas para mover dados entre a memória e os resgistadores do CPU;

Instruções de E/S: são necessárias para transferir dados e programas para a memória e para devolver os resultados de processamento;

Instruções de teste: são aquelas utilizadas para testar o valor de uma palavra de dados ou do estado de uma etapa de processamento computacional.

Instruções de desvio: são usadas para desviar a execução do programa para uma nova instrução, muitas vezes em função do resultado de um teste.

Ciclo de instrução