2. ESTRUCTURA DE LA MÁQUINA. LENGUAJE ENSAMBLADO

2.1 Estructura general de las máquinas
2.1.1 Como familiarizarnos con una máquina nueva
2.1.1.1 Memoria

En informática, la memoria (también llamada almacenamiento) se refiere a parte de los componentes que integran una computadora. Son dispositivos que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo. Las memorias de computadora proporcionan una de las principales funciones de la computación moderna, la retención o almacenamiento de información. Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplados a una unidad central de procesamiento.

2.1.1.2 Registros

Un registro es un conjunto de campos que contienen los datos que pertenecen a una misma repetición de entidad. Se le asigna automáticamente un número consecutivo (número de registro) que en ocasiones es usado como índice aunque lo normal y práctico es asignarle a cada registro un campo clave para su búsqueda.

2.1.1.3 Datos

El dato es una representación simbólica (numérica, alfabética, algorítmica, entre otros) de un atributo o característica de una entidad. Los datos describen hechos empíricos, sucesos y entidades. Es un valor o referente que recibe el computador por diferentes medios, los datos representan la información que el programador manipula en la construcción de una solución o en el desarrollo de un algoritmo. En programación, un dato es la expresión general que describe las características de las entidades sobre las cuales opera un algoritmo.

2.1.1.4 Instrucciones

Se denomina instrucción en informática al conjunto de datos insertados en una secuencia estructurada o específica que el procesador interpreta y ejecuta.

Los tipos de instrucción permitidos están definidos y determinados dentro de cada plataforma en el conjunto de instrucciones, que también determina los registros de origen y destino de la CPU, y en ocasiones un dato inmediato.

2.1.1.5 Características especiales

Entre sus principales características cabe decir que deben contar con:

Procesador. Es por decirlo de alguna manera, el cerebro del ordenador. Permite el procesamiento de información numérica, es decir, información ingresada en formato binario, así como la ejecución de instrucciones almacenadas en la memoria.

Tarjeta Madre. La tarjeta madre es el componente más importante de un computador, ya que en él se integran y coordinan todos los demás elementos que permiten su adecuado funcionamiento. De este modo, una tarjeta madre se comporta como aquel dispositivo que opera como la plataforma o circuito principal de una computadora.

Memoria RAM. Es el almacén donde se registran y quedan a disposición de la unidad central (CPU) los datos y los programas.

2.1.2 Estructuras de algunas máquinas

La estructura de una computadora representa un sistema que integra diferentes componentes organizados en diferentes niveles independientes unos de otro en cuanto a su estructura, pero conservando la interdependencia desde el nivel más alto hasta el nivel más bajo en torno a su funcionamiento.

La estructura general de las computadoras considera las siguientes funciones:

El procesamiento de datos. Se encarga de transforma y dar tratamiento a los datos aplicando funciones básicas como son las aritméticas y las lógicas.

El almacenamiento de los datos. Mientras se esta llevando a cabo la función de procesamiento, los datos son almacenados temporalmente en localidades de memoria cuyo contenido cambia continuamente debido a la gran cantidad de cálculos que realiza el procesador.

La entrada y salida de datos. Cuando los datos son recibidos o enviados desde algún dispositivo conectado a la computadora se conoce como proceso de Entrada / Salida de datos; y el dispositivo de referencia es conocido como periférico; cuando los datos son movidos a grandes distancias, el proceso es conocido como Comunicación de Datos. Se da internamente en la computadora y de manera dinámica con el medio ambiente operativo constituido por dispositivos que sirven como fuente o destino de los datos.

La función de control. Se efectúa en todo momento sobre el procesamiento, el almacenamiento y movimiento de datos, la unidad de control administra los recursos de la computadora, así como partes funcionales en respuesta a los programas residentes en la computadora.


2.2 Lenguaje de máquinas
2.2.1 Por el camino largo, en ciclos

Un programa escrito en lenguaje ensamblador consiste en una serie de instrucciones que corresponden al flujo de órdenes ejecutables que pueden ser cargadas en la memoria de una computadora. Por ejemplo, un procesador x86 puede ejecutar la siguiente instrucción binaria como se expresa en código de máquina:
Binario: 10110000 01100001 (Hexadecimal: 0xb061)

2.2.2 Modificaciones de las direcciones con el uso de instrucciones como datos

Operaciones de mover datos:
Operaciones de stack:

Operaciones de entrada/salida:

Son operaciones que mueven datos de un registro, desde y hacia un puerto; o de la memoria, desde y hacia un puerto

2.2.3 Modificación de las direcciones con el uso de registros índices

Entre los registros y la memoria:

Aunque la instrucción se llama "mover", en la CPU, "mover datos" significa en realidad copiar datos, desde un origen a un destino, sin que el dato desaparezca del origen.
Se pueden mover valores:

2.2.4 Formación de ciclos

El lenguaje ensamblador cuenta con una instrucción muy poderosa que permite la programación de ciclos finitos, la instrucción LOOP.

Esta instrucción trabaja en forma conjunta con el registro contador CX. El formato general de esta instrucción es: Mov CX,No_Veces
Etiqueta:
-------
Loop Etiqueta

La instrucción LOOP ejecuta las instrucciones que se encuentran entre la Etiqueta: y Loop Etiqueta el número de veces que indique el campo No_Veces.

Por ejemplo, el siguiente grupo de instrucciones incrementa en 1 el registro AX, esto lo repite 10 veces.

Mov CX, 10; 10 veces
Otro: Inc AX; AX=AX+1

Loop Otro. La instrucción Loop decrementa el registro CX en cada iteración y se detiene cuando CX es igual a cero.

2.3 Lenguaje ensamblador
2.3.1 Un programa en lenguaje ensamblador

Un programa ensamblador moderno crea código objeto traduciendo instrucciones mnemónicas de lenguaje ensamblador en opcodes, y resolviendo los nombres simbólicos para las localizaciones de memoria y otras entidades. El uso de referencias simbólicas es una característica clave del lenguaje ensamblador, evitando tediosos cálculos y actualizaciones manuales de las direcciones después de cada modificación del programa. La mayoría de los ensambladores también incluyen facilidades de macros para realizar sustitución textual - ej. Generar cortas secuencias de instrucciones como expansión en línea en vez de llamar a subrutinas.


2.3.2 Ejemplo con literales