Definición De Registro De Procesador 2c911

Definición de Registro de procesador Anuncios

En microprocesadores, un registro es una porción de memoria ultrarrápida, de poca capacidad e integrado al microprocesador, que permite almacenar y acceder datos usados frecuentemente. Se emplean para aumentar la velocidad de ejecución de los programas. La mayoría de las arquitecturas de computadora emplean registros, moviendo datos desde la memoria principal hacia los registros, se opera sobre éstos, y el resultado es movido nuevamente a la memoria principal. Existen múltiples tipos de registros como ser: * Registro de memoria: almacenan exclusivamente direcciones de memoria. * Registro de datos: almacenan números enteros. * Reigistro de propósito general (GPR o General Purpose s): permiten almacenar tanto datos como direcciones. La mayoría de las computadoras modernas emplean este tipo de registros. * Registro de coma flotante: almacenan datos en formato de coma flotante. * Registro de constantes: almacenan datos constantes (que no se cambian). * Registro de propósito específico: almacenan información específica sobre el estado del sistema, como el puntero de pila o el registro de estado.

REGISTROS Enviado por borjaoscar

Indice 1. Concepto general 2. Registros de segmento. 4. Registros de propósitos generales. 5. Registro índice. 1. Concepto general Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son

espacios físicos dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador que se emplee. Los registros son direccionables por medio de una viñeta, que es una dirección de memoria. Los bits, por conveniencia, se numeran de derecha a izquierda (15,14,13…. 3,2,1,0), los registros están divididos en seis grupos los cuales tienen un fin especifico. Los registros se dividen en:      

Registros de segmento Registros de apuntadores de instrucciones Registros apuntadores Registros de propósitos generales Registro índice Registro de bandera.

2. Registros de segmento. Un registro de segmento se utiliza para alinear en un limite de párrafo o dicho de otra forma codifica la dirección de inicio de cada segmento y su dirección en un registro de segmento supone cuatro bits 0 a su derecha. Un registro de segmento tiene 16 bits de longitud y facilita un área de memoria para direccionamientos conocidos como el segmento actual. Los registros de segmento son:     

Registro CS Registro DS Registro SS Registro ES Registro FS y GS

Registro CS. El DOS almacena la dirección inicial del segmento de código de un programa en el registro CS. Esta dirección de segmento, mas un valor de desplazamiento en el registro de apuntado de instrucción (IP), indica la dirección de una instrucción que es buscada para sí ejecución. Para propósito de programación normal, no e necesita referenciar el registro CS. Registro DS. La dirección inicial de un segmento de datos de programa es almacenada en el registro DS. En términos sencillos, esta dirección, mas un valor de desplazamiento en una instrucción, genera una referencia a la localidad de un bytes especifico en el segmento de datos. Registro SS. El registro SS permite la colocación en memoria de una pila, para almacenamiento temporal de direcciones y datos. El DOS almacena la dirección de inicio del segmento de pila de un programa en el registro SS. Esta dirección de segmento, más un valor de desplazamiento en el registro del apuntador de la pila (SP), indica la palabra actual en la pila que está siendo direccionada. Para propósitos de programación normal, no se necesita referenciar el registro SS. Registro ES Algunas operaciones con cadenas de caracteres (datos de caracteres) utilizan el registro esta de segmento para manejar el direccionamiento de memoria. En este contexto, el registro ES esta asociado con el registro DI (índice) . un programa que requiere el uso del registro ES puede inicializarlo con una dirección apropiada. Registros FS y GS. Son registros extra de segmento en los procesadores 80386y posteriores a estos procesadores.

3. Registro Apuntador de instrucciones.(IP) El registro apuntador de instrucciones (IP) de 16 bits contiene el desplazamiento de dirección de la siguiente instrucción que se ejecuta. El registro IP esta asociado con el registro CS en el sentido de que el IP indica la instrucción actual dentro del segmento de código que se esta ejecutando actualmente. En el ejemplo siguiente, el registro CS contiene 25A4[0]H y el IP contiene 412H. Para encontrar la siguiente instrucción que será ejecutada el procesados combina las direcciones en el CS y el IP así: Segmento de dirección en el registro CS: 25A40H Desplazamiento de dirección en el registro IP: + 412H Dirección de la siguiente instrucción: 25E52H Registros apuntadores. Los registros apuntadores están asociados con el registro SS y permiten al procesador accesar datos en el segmento de pila los registros apuntadores son dos:  

El registro SP El registro BP

Registro SP. El apuntador de pila IP de 16 bits esta asociado con el registro SS y proporciona un valor de desplazamiento que se refiere a la palabra actual que esta siendo procesada en la pila. El ejemplo siguiente el registro SS contiene la dirección de segmento 27B3[0]H y el SP el desplazamiento 312H Para encontrar la palabra actual que esta siendo procesada en la pila el microprocesador combina las direcciones en el SS y el PP: Dirección de segmento en el registro SS: 27B30H Desplazamiento en el registro SP: + 312H Dirección en la Pila: 27E42H …….

27B3[0]H 312H Dirección del segmento SS Desplazamiento del SP Registro BP. El registro BP de 16 bits facilita la referencia de parámetros, los cuales son datos y direcciones transmitidos vía lapida. 4. Registros de propósitos generales. Los registros de propósitos generales AX, BX, CX y DX son los caballos de batalla o las herramientas del sistema. Son los únicos en el sentido de que se puede direccionarlos como una palabra o como una parte de un byte. El ultimo byte de la izquierda es la parte "alta", y el ultimo byte de la derecha es la parte "baja" por ejemplo, el registro CX consta de una parte CH (alta) y una parte CL (baja), y usted puede referirse a cualquier parte por si nombre. Ñas instrucciones siguientes mueven ceros a los registros CX, CH y CL respectivamente. Mov CX, 00 Mov CH, 00 Mov CL, 00 Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de todos registros de propósito general, mas versiones de 32 bits; EAX, EBX y EDCX.

Registros AX. El registro AX, el acumulador principal, es utilizado para operaciones que implican entrada/salida y la mayor parte de la aritmética. Por ejemplo, las instrucciones para multiplicar, dividir y traducir suponen el uso del AX. También, algunas operaciones generan código más eficientes si se refiere al AX en lugar de los otros registros. Registro BX. El BX es conocido como el registro base ya que es el único registro de propósitos generales que pueden ser unos índices para direccionamiento indexado. También es común emplear al BX para cálculos. Registro CX. El CX es conocido como el registro contador. Puede contener un valor para controlar el número de veces que un ciclo se repite o un valor para corrimiento de bits, hacia la derecha o hacia la izquierda. El CX también es usado para muchos cálculos. Registro DX. El DX es conocido como el registro de datos. Algunas operaciones de entrada/salida requieren su uso, y las operaciones de multiplicación y división con cifras grandes suponen al DX y al AX trabajando juntos. Puede usar los registros de propósitos para suma y resta de cifras de 8, 16, 32 bits. 5. Registro índice. Los registros SI y DI están disponibles para direccionamientos indexados y para sumas y restas. Que son la operaciones de punta. Registro SI. El registro índice de 16 bits es requerido por algunas operaciones con cadenas (de caracteres). En este contexto, el SI está asociado con el registro DS. Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de un registro ampliado a 32 bits, el ESI. Registro DI. El registro índice destino también es requerido por algunas operaciones con cadenas de caracteres. En este contexto, el Di está asociado con el registro ES. Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de un registro ampliado a 32 bits, el EDI. Registro de bandera. Los registros de banderas sirven parar indicar el estado actual de la maquina y el resultado del procesamiento, Cuando algunas instrucciones piden comparaciones o cálculos aritméticos cambian el estado de las banderas. Las banderas están en el registro de banderas en las siguientes posiciones: bits 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4321 O D I T S Z

A

P

C

Bandera Las banderas mas comunes son las siguientes: OF (Over flow flag, desbordamiento). Indica el desbordamiento de un bit de orden alto (mas a la izquierda) después de una operación aritmética. DF (Direction flag, Direccion). Designa la dirección hacia la izquierda o hacia la derecha para mover o comparar cadenas de caracteres. IF (Interruption flag, Interrupcion).

Indica que una interrupción externa, como la entrada desde el teclado sea procesada o ignorada. TF (Trap flag, Trampa). Examina el efecto de una instrucción sobre los registros y la memoria. Los programas depuradores como DEBUG, activan esta bandera de manera que pueda avanzar en la ejecución de una sola interrupción a un tiempo. SF (Sign flag, Signo). Contiene el signo resultante de una operación aritmética (0=positivo y 1= negativo). ZF (Zero flag, Zero). Indica el resultado de una operación aritmética o de comparación (0= resultado diferente de cero y 1=resultado igual a cero). AF (Auxiliary carry flag, Acarreo auxiliar). Contiene un acarreo externo del bit 3 en un dato de 8 bits, para aritmética especializada PF (Parity flag, Paridad). Indica paridad par o impar de una operación en datos de ocho bits de bajo orden (mas a la derecha). CF (Carry flag, Acarreo). Contiene el acarreo de orden mas alto (mas a la izquierda) después de una operación aritmética; también lleva el contenido del ultimo bit en una operación de corrimiento o rotación. Cuadro Comparativo TIPOS DE REGISTROS

FUNCION

Registros de Segmento

Un registro de segmento tiene 16 bits de longitud y facilita un área de memoria para el direccionamiento conocida como el segmento actual

Registros de Apuntador de Instrucciones

Este registro esta compuesto por 16 bits y contiene el desplazamiento de la siguiente instrucción que se va a ejecutar. Los procesadores 80386 y posteriores tiene un IP ampliado de 32 bits llamado EIP.

Registros Apuntadores

Permiten al sistema accesar datos al segmento de la pila. Los procesadores 80386 tiene un apuntador de pila de 32 bits llamado ESP. El sistema maneja de manera automática estos registros.

Registros de Propósito General

Son los caballos de batalla del sistema y pueden ser direccionados como una palabra o como una parte de un bytes. Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de todos los registros de propósitos general mas sus versiones ampliadas de 32 bits llamados EAX, EBX,ECX y EDX.

Registros Indices

Sirven para el direccionamiento de indexado y para las operaciones de sumas y restas.

Registros de Banderas

Sirven para indicar el estado actual de la maquina y el resultado del procesamiento. De los 16 bits de registro de bandera 9 son comunes a toda la familia de los procesadores 8086.

Ejemplo De Representacion De Los Registros Después de haber conceptualizado e interpretado los diferente tipos de registro nos vemos en la necesidad de dar un ejemplo no muy practico pero si muy significativo en el cual se

representan la forma estructurada de un programa en el lenguaje ensamblador y como se utilizan los diferentes termino que hemos investigado vemos que en el programa o en una pequeña porción de él se muestran como se colocan dentro los diferentes tipos registros. TITLE P17HANRD(EXE) Lectura secuencial de registros. .MODEL SMALL .STACK 64 /-----------------------------------------------------------------------------------------,DATA ENDCDE DB 00 ; FIN DEL INDICARDOR DE PROCESO. HANDLE DW ? IOAREA DB 32 DUP(´ ´) OPENMSG DB ´*** Open error ***´ 0DH, 0AH PATHNAM DB ´D:\NAMEFILE.SRT´, 0 RESD DB ´*** Read error ***´ 0DH, 0AH ROW DB 00 /--------------------------------------------------------------------------------------------.CODE BEGIN PROC FAR MOV AX,@data ; inicializa MOV DS,AX ; registro de MOV ES,AX ; segmento MOV AX,0600H

Autor: Oscar borja

Un conjunto de instrucciones o repertorio de instrucciones, juego de instrucciones o ISA (del inglés Instruction Set Architecture, Arquitectura del Conjunto de Instrucciones) es unaespecificación que detalla las instrucciones que una U de un ordenador puede entender y ejecutar, o el conjunto de todos los comandos implementados por un diseño particular de una U. El término describe los aspectos del procesador generalmente visibles a un programador, incluyendo los tipos de datos nativos, las instrucciones, los registros, la arquitectura de memoria y las interrupciones, entre otros aspectos. Existe principalmente de 3 tipos: CISC (Complex Instruction Set Computer), RISC (Reduced Instruction Set Computer) y SISC (Simple Instruction Set Computing). La arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) se emplea a veces para distinguir este conjunto de características de la microarquitectura, que son los elementos y técnicas que se emplean para implementar el conjunto de instrucciones. Entre estos elementos se encuentran las microinstrucciones y los sistemas de caché.

Procesadores con diferentes diseños internos pueden compartir un conjunto de instrucciones; por ejemplo, el Intel Pentium y AMD Athlon implementan versiones casi idénticas del conjunto de instrucciones x86, aunque tienen diseños diferentes. Índice [ocultar]



1 El lenguaje máquina



2 Implementación del conjunto de instrucciones



3 Diseño del conjunto de instrucciones



4 Características que debe tener un conjunto de instrucciones



5 Tipos de instrucciones y ejemplos



6 Véase también

El lenguaje máquina[editar · editar código] El lenguaje máquina está construido a partir de los estados discretos o instrucciones. En la arquitectura de procesamiento, una instrucción dada puede especificar: 

Registros particulares para operaciones aritméticas, de direccionamiento o de control.



Ubicaciones particulares de memoria



Modos de direccionamiento para interpretar operandos

Las operaciones más complejas se construyen a partir de estas, que(en una máquina Von Neumann) se ejecutan secuencialmente, o según el control de flujo. Muchas o pocas de las operaciones disponibles incluidas en la mayoría de conjuntos son: 

Desplazamiento 

Establecer un registro a un valor constante



Mover datos desde una posición de memoria a un registro y viceversa. Esto se realiza para obtener datos para operaciones matemáticas y su almacenamiento.

 

Leer y escribir datos desde dispositivos de hardware

Operaciones matemáticas 

Sumar, restar, multiplicar o dividir dos registros y colocar el resultado en alguno de ellos.



Realizar operaciones bit a bit, teniendo el AND y el OR de cada bit en un par de registros, o el NOT de cada bit en un registro.



Comparar dos valores que se encuentren en registros(por ejemplo, si son iguales o si uno es mayor que otro)



Afectan al flujo de programa 

Saltar a otra posición del programa y ejecutar instrucciones allí.



Saltar a otra posición si se cumple cierta condición



Saltar a otra posición, pero salvando la posición actual para poder volver (realizar una llamada, por ejemplo call printf)

Algunos ordenadores incluyen instrucciones "complejas". Dichas instrucciones pueden tomar muchas instrucciones en otros equipos. Estas se caracterizan por instrucciones que necesitan varios pasos, como el control de múltiples unidades funcionales. Algunos ejemplos son: 

Ahorro de registros en la pila



Mover grandes bloques de memoria



Complejas operaciones and/or con aritmética de coma flotante, tales como el seno o la raíz cuadrada.



Instrucciones que combinan ALU con un operando de la memoria más que de registros.

Un tipo complejo de la instrucción que ha llegado a ser particularmente popular recientemente es SIMD (Single Instruction, Multiple Data), una operación que realice la misma operación aritmética en pedazos múltiples de datos al mismo tiempo. SIMD tienen la capacidad de manipular vectores y matrices grandes en tiempo mínimo. Las instrucciones de SIMD permiten la paralelización fácil de los algoritmos implicados comúnmente en sonido, imagen, y el proceso video. Varias implementaciones de SIMD se han traído al mercado bajo nombres comerciales tales como MMX, 3DNow! y AltiVec. El diseño de sistemas de instrucción es una edición compleja. Había dos etapas en la historia para el microprocesador. El primer era el CISC (Complex Instruction Set Computer) que tenía muchas instrucciones diferentes. En los años 70 IBM hicieron la investigación y encontraron que muchas instrucciones en el sistema podrían ser eliminadas. El resultado era el RISC (Reduced Instruction Set Computer), una arquitectura que utiliza un sistema más pequeño de instrucciones. Un conjunto de instrucción más simple puede ofrecer el potencial para velocidades más altas, tamaño reducido del procesador, y consumo de energía reducido. Sin embargo, un conjunto más complejo puede optimizar operaciones comunes, mejorar memoria/eficiencia de cache, o simplificar la programación.

Implementación del conjunto de instrucciones[editar · editar código] Cualquier conjunto de instrucciones se puede implementar de varias maneras. Todas las maneras de implementar un conjunto de instrucciones dan el mismo modelo programado, y todas pueden hacer funcionar los mismos ejecutables binarios. Las varias maneras de implementar un conjunto de instrucciones dan diversas compensaciones entre el coste, el funcionamiento, el consumo de energía, el tamaño, el etc. Al diseñar microarquitecturas, los ingenieros usaron bloques de circuitos electrónicos “duramente-conectados” (diseñado a menudo por separado) por ejemplo l, los multiplexores, los contadores, los registros, ALUs etc. Un cierto tipo del lenguaje de transferencia de registros es a menudo usado para describir la codificación y la secuencia de cada instrucción de ISA usando esta microarquitectura física. Hay también algunos nuevos diseños de U que compilan el conjunto de instrucción a una RAM escribible o FLASH dentro de la U (tal como el procesador Recursiv y el Imsys Cjip), o FPGA (computación reconfigurable). Western Digital M-1600 es un ejemplo antiguo, usando una ROM dedicada, separada del microcódigo.. ISA se puede también emular en software por un intérprete. Naturalmente, debido a la interpretación de “overhead”, es más lento que ejecutar programas directamente sobre el

hardware emulado. Hoy, es práctica para los vendedores de nuevos ISAs o microarchitectures poner emuladores del software a disposición de los desarrolladores de programas informáticos antes de que la implementación del hardware esté lista. Los detalles de la implementación tienen una influencia fuerte en las instrucciones particulares seleccionadas para el conjunto de instrucción. Por ejemplo, muchas implementaciones de la instrucción “pipline” permiten solamente una carga de memoria (load) o almacén en memoria (store) por instrucción, llevando a carga-almacena arquitectura (RISC). Por otro ejemplo, algunas maneras de implementar la instrucción “pipline” llevaron a una ranura de retardo. La demanda de procesamiento de señal digital de alta velocidad han empujado en el sentido contrario, forzando la implementación de instrucción de manera particular. Por ejemplo, para realizar los filtros digitales es bastante insuficiente, la instrucción del MAC en un procesador típico de señal digital (DSP) se debe implementar usando una arquitectura de Harvard que pueda traer una instrucción y dos palabras de datos simultáneamente, y requiere un solo ciclo.

Diseño del conjunto de instrucciones[editar · editar código] La densidad del código En computadoras antiguas, la memoria del programa era costosa, así que minimizar el tamaño de un programa para asegurar que va a caber en la memoria limitada era a menudo central. Así el tamaño combinado de todas las instrucciones necesitó realizar una tarea particular, la densidad del código, era una característica importante de cualquier sistema de instrucción. Las computadoras con alta densidad del código también tenían a menudo instrucciones complejas para la entrada del procedimiento, los retornos parametrizados, los lazos etc. Sin embargo, " instrucciones CISC" combinan simplemente una operación básica de la ALU, tal como " add", con el de uno o más operandos en memoria (usando modos de dirección tales como directo, indirecto, indexado). Ciertas arquitecturas pueden permitir dos o tres operandos (incluido el resultado) directamente en memoria o pueden permitir realizar funciones tales como el incremento automático del puntero. RISC, fueron los primeros implementados con profundidad en el período de rápido crecimiento de las memorias de subsistemas, se reduce el código con el fin de simplificar el circuito de aplicación y con ello tratar de aumentar el rendimiento a través de las frecuencias de reloj más elevadas y el uso de más registros. Las instrucciones RISC suelen realizar sólo una operación, como una "suma" de registros o una "carga" de una posición de memoria en un registro, también suelen utilizar una longitud de instrucciones fijas, mientras que un conjunto de instrucciones típicas CISC tiene instrucciones muchos más cortas que esta longitud fija. Las instrucciones de longitud fija son menos complicadas de manejar que las instrucciones de ancho variable, por varias razones (por ejemplo: no tener que comprobar si una instrucción se extiende a ambos lados de una línea de caché o el límite de memoria virtual de la página), y por lo tanto algo más fácil de optimizar la velocidad . Sin embargo, como los equipos RISC normalmente requieren más y más para implementar las instrucciones que ejecutan una determinada tarea, hacen menos óptimo el uso del ancho de banda y de la memoria caché. Las computadoras mínimas del conjunto de instrucciones (MISC) son una forma de máquina apilada, donde hay pocas instrucciones separadas (16-64), para poder caber instrucciones múltiples en una sola palabra de máquina. Éstos tipo de núcleos llevan a menudo poco silicio para implementarse, así que pueden ser observadas fácilmente en un FPGA o en una forma multinucleo. La densidad del código es similar al RISC; la densidad creciente de la instrucción es compensada requiriendo más de las instrucciones primitivas de hacer una tarea.

Número de operandos El conjunto de instrucciones puede ser clasificado por el número máximo de operandos explícitamente especificados en las instrucciones. (en los ejemplos que siguen, a, b y c se refieren a celdas de memoria, mientras que reg1 y sucesivos se refieren a los registros de la máquina). 0-operando, también llamada máquina de pila: todas las operaciones aritméticas se ejecutan en la parte superior de una o dos posiciones de la pila, push y pop son las instrucciones utilizadas para acceder a la memoria: push a, push b, add, pop c. 1-operando (máquinas de una dirección), también llamadas máquinas de acumulador, incluida en la mayoría de las primeras computadoras y muchos microcontroladores pequeños: la mayoría de instrucciones especifican un operando explícito a la derecha (un registro, una posición de memoria, o una constante) y un operando a la izquierda: load a, add b, store c. 2-operando – la mayoría de las máquinas CISC y RISC entran en esta categoría: CISC – load a, reg1, add reg1, b; store reg1, c RISC - cargas que requieren la memoria explícita, las instrucciones serían: load a,reg1; load b,reg2; add reg1,reg2; store reg2,c 3-operando, permite una mejor reutilización de los datos: CISC - bien una sola instrucción: add a, b, c, o más generalmente: move a,reg1; add reg1,b,c como la mayoría de las máquinas se limitan a dos operandos de memoria. RISC - Debido a la gran cantidad de bits necesarios para codificar los tres registros, este esquema no suele estar disponible en los procesadores RISC con pequeñas instrucciones de 16 bits: load a,reg1; load b,reg2; add reg1+reg2->reg3; store reg3,c; más operandos, algunas máquinas CISC permiten una variedad de modos de direccionamiento que permiten más de 3 operandos (registros o s a memoria), como el VAX "POLY", instrucción de evaluación de polinomio.

Características que debe tener un conjunto de instrucciones[editar · editar código] Las características que se pretende que tenga un conjunto de instrucciones son cuatro, principalmente: 

Completo: Que se pueda realizar en un tiempo finito cualquier tarea ejecutable con un ordenador (computable o decidible).



Eficiente: Que permita alta velocidad de cálculo sin exigir una elevada complejidad en su UC y ALU y sin consumir excesivos recursos (memoria), es decir, debe cumplir su tarea en un tiempo razonable minimizando el uso de los recursos.



Autocontenidas: Esto es, que contengan en sí mismas toda la información necesaria para ejecutarse.



Independientes: Que no dependan de la ejecución de alguna otra instrucción.

Se puede comprobar que para que un conjunto de instrucciones sea completo solo se necesitan cuatro instrucciones: -> escritura

-> mover a la izquierda una posición y leer -> mover a la derecha una posición y leer -> parar En esta idea se basan las arquitecturas RISC, no obstante, con este conjunto no se puede conseguir la eficiencia del repertorio de instrucciones por lo que en la práctica el conjunto suele ser más amplio en aras de conseguir un mejor rendimiento, tanto en uso de recursos como en consumo de tiempo.

Tipos de instrucciones y ejemplos[editar · editar código] 

Transferencia de datos: Copian datos de un origen a un destino, sin modificar el origen y normalmente sin afectar a los flags o indicadores de condición. Pueden transferir palabras, fracciones de palabras (bytes, media palabra) o bloques completos de n bytes o palabras.

Estas operaciones pueden ser: -> registro - registro -> registro - memoria -> memoria - registro -> memoria - memoria Nemotécnicos más frecuentes: 

move: copia el contenido de un registro(o memoria) a otro.



store: copia el contenido de un registro a memoria.



load: copia el contenido de una posición de memoria a un registro.



move block: copia un bloque de datos de una posición de memoria a otra.



move multiple: copia del origen en varias posiciones de memoria.



exchange: intercambia el contenido de dos operandos.



clear: pone a 0 el destinto. (todos los bits)



set: pone a 1 el destino. (todos los bits)



push: introduce un dato en la cabecera de la pila. (indicada por el SP)



pop: saca un dato de la cabecera de la pila. (indicada por el SP)



Instrucciones aritméticas: Son efectuadas por la ALU y suelen cambiar los flags o indicadores de condición.

Nemotécnicos más frecuentes: 

add: Suma.



add with carry: Suma con acarreo.



subtract: Resta.



subtract with borrow: Resta teniendo en cuenta el adeudo anterior.



increment: incrementa en 1 un valor.



decrement: decrementa en 1 un valor.



multiply: multiplica.



divide: divide.



extend: aumenta el operando de tamaño.



negate: cambia de signo.



absolute: valor absoluto.

-> Pueden tener instrucciones para tratar con números en BCD e incluyen operaciones en coma flotante, lo cual se identifica con una 'f' antes del nombre del nemotécnico como por ejemplo: fabsolute 

Instrucciones de comparación: Suelen preceder a una instrucción de bifurcación condicional y modifican los flags. No hay que pensar que las instrucciones de salto condicional dependen de este repertorio, ya que lo único que hace el salto condicional es consultar los flags y salta si precede, pero no depende de ninguna instrucción de comparación. (de hecho cualquier operación aritmética realizada anteriormente a un salto condicional puede provocar que este "salte").

Nemotécnicos más frecuentes: 

compare: Resta los dos operandos pero no almacena el resultado, solo modifica los flags.



test: compara un cierto valor especificado con el 0.



Instrucciones lógicas: Realizan operaciones booleanas "bit a bit" entre dos operandos. Como las aritméticas también modifican los flags.

Nemotécnicos más frecuentes: 

and: el "y" lógico.



or: el "o inclusivo" lógico.



xor: el "o exclusivo" lógico.



not: la negación lógica. (complemento a 1, no confundir con el cambio de signo "negate" que es el complemento a 2)



Instrucciones de Desplazamiento: Pueden ser aritmético o lógico y pueden incluir o no rotaciones. Pueden ser de izquierda a derecha.

Nemotécnicos más frecuentes: 

shift: desplazamiento aritmético o lógico.



rotate: rotación con o sin acarreo.



Instrucciones de bits: Comprueban un bit del operando y su valor lo reflejan en el indicador de cero. Pueden poner un bit a 0 o complementarlo.

Nemotécnicos más frecuentes: 

bit test: comprueba un bit.



bit clear: comprueba un bit y lo pone a 0.



bit set: comprueba un bit y lo pone a 1.



Instrucciones de control: Permiten modificar la secuencia normal de ejecución de un programa, puede hacerse por salto condicional relativo o absoluto.

Se clasifican en cuatro grupos: -> salto incondicional -> salto condicional -> Llamada a subrutinas -> Gestión de las interrupciones 

saltos: Pueden ser condicionales o incondicionales, se suelen especificar como jump o brantch, y en el caso de los condicionales se suele llamar jcond o bcond donde cond es una o más letras que indican la condición que ha de cumplirse para que el salto se produzca.

-> Incondicional: salta sin comprobar ninguna condición. Nemotécnicos más frecuentes: jump o brantch -> Condicional: salta si la condición se cumple. Nemotécnicos más frecuentes: jcond o bcond 

Llamadas a subrutinas: Invoca la ejecución de funciones anteriormente definidas.

Nemotécnicos más frecuentes: call (llamada) y ret (retorno) 

Gestión de interrupciones: Se usan para llamar a las rutinas de servicio de interrupción y esto se puede hacer por hardware o bien por software. Necesita una instrucción similar a

return para retornar al contexto anterior pero restableciendo el estado de la máquina, para no afectar a la aplicación a la cual se interrumpió (iret). 

Instrucciones de E/S: Son instrucciones de transferencia salvo que el origen/destino de dicho flujo es un puerto de un dispositivo de E/S. Estas instrucciones pueden darse mediante dos alternativas:

->E/S "mapeada" en memoria: Los periféricos tienen direcciones asignadas de la MP por lo que no se necesitan instrucciones especiales y las operaciones se realizan con las ya vistas, como son: load, store y move. ->E/S independiente: Necesitan unas instrucciones especiales para indicarle al procesador que nos estamos refiriendo al mapa de direcciones de E/S, ya que este mapa y el mapa de memoria son disjuntos. Nemotécnicos más frecuentes: 

input o read: Pemite leer información de un puerto y trasladarla a memoria principal.



output o write: Permite escribir información en un puerto de un dispositivo.



test i/o: Lee información de control de un periférico.



control i/o: Envía información de control hacia un periférico.

Instrucciones de control y misceláneas: Nemoténicos más frecuentes: 

halt: Detiene la ejecución del programa hasta que una interrupción arranca otro programa.



wait: Sirve para deterner la ejecución de un programa hasta que sucede un determinado evento que no es una interrupción (otra condición externa al primer programa).



nop: No realiza ninguna operación, sirve para rellenar huecos en un programa o temporizar esperas.



enable: Habilita las interrupciones.



disable: Deshabilita las interrupciones.



test and set: Se utiliza para la implementación de la exclusión mutua, esto es, que un procesador no pueda acceder a un determinado recurso que está siendo usado por otro procesador en ese mismo momento.

Se usan como semáforos, esto es, se declara una variable entera que tendrá el valor 0 si el recurso esta libre y 1 si está siendo utilizado, de manera que si un procesador comprueba y el semáforo está en 1 tendrá que esperar hasta que este cambie a 0. (1 = s.rojo y 0 = s.verde)

Véase también[editar · editar código] 

Anexo:Listados de instrucciones x86



4004, 4040



6800 (Motorola)



Alpha (DEC)



ARM (Advanced RISC Machines)



DLX (John Hennessy y David Patterson)



IA-64 (Intel)



MIPS (MIPS Computer Systems)



PA-RISC (HP)



POWER (IBM)



PowerPC (Alianza AIM)



SPARC (Sun Microsystems)



Z8, eZ8, etc.



Burroughs B5000/B6000/B7000 series



eSi-RISC



Mico32



PA-RISC



IBM 700/7000 series



System/360 y sucesores siguientes compatibles 

System/370



System/390



z/Architecture



Power Architecture



PDP-11



SPARC



SuperH



Tricore



Transputer



UNIVAC 1100/2200 series



VAX



x86



IA-32 (i386, Pentium, Athlon)



x86-64 (64-bit superset of IA-32)



EISC (AE32K)

aritmética Rama de las matemáticas que se ocupa del estudio de los números, sus propiedades y las habilidades necesarias para trabajar con ellos. Existen cuatro operaciones fundamentales en la aritmética: adición o suma, sustracción o resta, multiplicación y división. Éstas son las bases para desarrollar todas las demás operaciones, como elevación a

potencias (cuadrado o cubo de un número), extracción de raíces (cuadrada o cúbica), porcentajes, fracciones y razones.

CODIGO ASCII, EBCDIC Y BCD

CODIGO ASCII, EBCDIC Y BCD 

BCD



Significa decimal codificado en binario (binary coded decimal) y también se conoce por las siglas españolas CBD. Realmente no es un código de E/S, sino una forma de codificar los símbolos numéricos del 0 al 9 que se emplean en varios códigos de E/S, entre ellos ASCII que explicare mas tarde. BCD divide cada octeto en dos mitades o cuartetos, cada uno de los cuales almacena en binario un cifra. Con este código es muy fácil convertir el binario (b=2) al decimal (b=10). La representación de un numero decimal en BCD se realiza expresando el digito en su representación binaria -> 128 en BCD seria = 0001 0010 1000 EBCDIC



El código BCD se expandiría de este modo: extendido de caracteres decimales codificados en binario para el intercambio de información (extended BCD interchange intercode). ES un sistema de codificación que tiene como objetivo la representación de caracteres alfanuméricos. Es el utilizado por IBM para sus ordenadores de la serie IBM PC. En este sistema de caracteres, cada carácter tiene 8 bits, entonces, al tener 8 podremos representar hasta 2 elevado 8 = 256 caracteres. Sera posible almacenar letras mayúsculas, caracteres especiales etc… para los dispositivos de E/S. ASCII Código estadunidense (para variar) Estándar para el intercambio de la información (american standard code for information interchange). Es el recomendado por en ANSI (instituto estadunidense de normas). Utiliza grupos de 7 bits por carácter, permitiendo 2 elevado 7 = 128 caracteres diferentes, lo que es suficiente para el alfabeto con letras mayúsculas y minúsculas y símbolos de una máquina de escribir corriente. Un código ASCII extendido usa 8 bits por carácter, lo que añade otros 128 caracteres posibles. Este juego de códigos más amplio permite que se agreguen los símbolos de lenguajes extranjeros y varios símbolos gráficos. ASCII es el código más extendido y es utilizado por sistemas operativos como DOS, Windows, y UNIX. Un ejemplo: todo lo que introducimos en nuestro PC, suponiendo que este bajo un plataforma antes mencionada, o por ejemplo GNU/Linux, seria en código ASCII, claro que eso al procesarlo al ordenador, se pasaría a binario en paquetes de 8 bits ósea de 1 byte de información por carácter.

Tabla del código ASCII

32

77

M

122

z

167

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212

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177

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222

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88

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133

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178

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223

▄

44

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89

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134

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179

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225

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46

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47

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1

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184

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229

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7

100

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145

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235

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56

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101

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146

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147

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F

115

s

160

á

205

⌭

250

·

71

G

116

t

161

í

206

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H

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118

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163

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208

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74

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119

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164

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120

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210

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121

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211

⌶

Publicado 20th October 2011 por estrella

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Operador a nivel de bits Una operación bit a bit o bitwise opera sobre números binarios a nivel de sus bits individuales. Es una acción primitiva rápida, soportada directamente por los procesadores. En procesadores simples de bajo costo, las operaciones de bit a bit, junto con los de adición y sustracción, son típicamente sustancialmente más rápidas que la multiplicación y la división, mientras que en los modernos procesadores de alto rendimiento usualmente las operaciones se realizan a la misma velocidad. Índice [ocultar]



1 Tipos de operaciones



2 Operadores bit a bit

o

2.1 NOT

o

2.2 AND

o

o

o 



2.2.1 Determinando el estado de bits



2.2.2 Extrayendo bits



2.2.3 Apagando bits

2.3 OR



2.3.1 Encendiendo bits



2.3.2 Copiando bits



2.3.3 Procedimiento genérico para copiar un grupo de bits

2.4 XOR



2.4.1 Invirtiendo bits selectivamente



2.4.2 Igualdad y desigualdad de bits



2.4.3 Asignar cero a un registro

2.5 En resumen

3 Operaciones de desplazamiento y rotación

o

3.1 Desplazamientos de bits



3.1.1 Desplazamiento lógico

 o





3.1.1.1 Moviendo bits



3.1.1.2 Multiplicación y división por 2 , de enteros sin signo

n

3.1.2 Desplazamiento aritmético

3.2 Rotación de bits



3.2.1 Rotación



3.2.2 Rotación a través del bit del acarreo

4 Véase también

Tipos de operaciones[editar · editar código] 1. Operaciones bit a bit: Ejecutan las operaciones lógicas AND, OR, XOR, NOT, etc, sobre los bits individuales de los operandos. 2. Operaciones de Desplazamiento: Desplazan los bits de los operandos hacia la derecha o hacia la izquierda una o más posiciones. 3. Operaciones de Rotación: Rotan los bits del operando hacia la derecha o hacia la izquierda una o más posiciones. Pueden usar o no el flag del acarreo como un bit adicional en la rotación.

Operadores bit a bit[editar · editar código] En las explicaciones de abajo, cualquier indicación de una posición de un bit es contada de derecha a izquierda a partir del bit menos significativo. Por ejemplo, el valor binario 0001 (el decimal 1) tiene ceros en cada posición excepto en la primera.

NOT[editar · editar código]

A NOT A

El NOT bit a bit, o bitwise, o complemento, es una operación unaria que realiza la negación lógica en cada bit, invirtiendo los bits del número, de tal manera que los ceros se convierten en 1 y viceversa. Por ejemplo:

0

1

1

0

NOT 10011 = 01100



El NOT forma el complemento a uno de un valor binario dado.



En un número entero con signo en complemento a dos, el NOT da como resultado el inverso aditivo del número menos 1, es decir NOT x = -x - 1. Para obtener el complemento a dos de un número, se debe sumar 1 al resultado, dando el negativo del número. Esto equivale a un cambio de signo del número: +5 se convierte en -5, y -5 se convierte en +5.



Para los enteros sin signo, el complemento bit a bit es la “reflexión de espejo” del número a través del punto medio del rango del entero. Por ejemplo, para los enteros sin signo de 8 bits, NOT x = 255 - x, para los enteros sin signo de 16 bits, NOT x = 65535 - x, y en general, para los enteros sin signo de n bits, NOT x = (2n - 1) - x.

AND[editar · editar código] El AND bit a bit, o bitwise, toma dos números enteros y realiza la operación AND lógica en cada par correspondiente de bits. El resultado en cada posición es 1 si el bit correspondiente de los dos operandos es 1, y 0 de lo contrario, por ejemplo:

A B A AND B 0 0

0

0 1

0

1 0

0

1 1

1

0101 AND 0011 = 0001 El AND puede ser usado para filtrar determinados bits, permitiendo que unos bits pasen y los otros no.

Determinando el estado de bits[editar · editar código] El AND puede ser usado para determinar si un bit particular está encendido (1) o apagado (0). Por ejemplo, dado un patrón de bits 0011, para determinar si el segundo bit está encendido se usa una operación AND con una máscara que contiene encendido solo el segundo bit, que es el que se quiere determinar: 0011 AND 0010

(máscara)

= 0010 Puesto que el resultado 0010 es diferente de cero, se sabe que el segundo bit en el patrón original está encendido. Esto es a menudo llamado enmascaramiento del bit (bit masking). (Por analogía, al uso de las cintas de enmascarar, que cubren o enmascaran porciones que no deben ser alteradas o porciones que no son de interés. En este caso, los valores 0 enmascaran los bits que no son de interés).

Extrayendo bits[editar · editar código] El AND se puede usar para extraer determinados bits de un valor. Si en un byte, por ejemplo, tenemos representados dos dígitos hexadecimales empaquetados, (uno en los 4 bits superiores y el otro en los 4 bits inferiores), podemos extraer cada dígito hexadecimal usando el AND con las máscaras adecuadas: 0011 0101 AND 1111 0000

0011 0101 (máscara)

AND 0000 1111

= 0011 0000

= 0000 0101

Hex. superior

Hex. inferior

(máscara)

Apagando bits[editar · editar código] El AND también se puede usar para apagar determinados bits. Solo hay que poner una máscara con bits en cero en las posiciones de los bits que se quieren apagar y 1 en los demás bits. Todos los demás bits con la máscara 1 pasarán inalterados, y los que tienen la máscara 0 se apagarán. Dado el ejemplo 0111, el segundo bit puede ser apagado usando un AND con el patrón que tiene un cero en el segundo bit y un 1 en el resto de los bits:

0111 AND 1101

(máscara)

= 0101

OR[editar · editar código] Una operación OR de bit a bit, o bitwise, toma dos números enteros y realiza la operación OR inclusivo en cada par correspondiente de bits. El resultado en cada posición es 1 si el bit correspondiente de cualquiera de los dos operandos es 1, y 0 si ambos bits son 0, por ejemplo: 0101 OR 0011 = 0111

A B A OR B 0 0

0

0 1

1

1 0

1

1 1

1

Encendiendo bits[editar · editar código] El OR bit a bit, o bitwise, puede ser usado para encender un bit individual o un conjunto de bits. Para ello se usa una máscara OR con los bits que se quieren encender en 1 y el resto de los bits en cero. El resultado será que todos los bits originales quedarán como estaban excepto los bits en donde la máscara tenga 1, que resultarán encendidos. Por ejemplo, si en el patrón de bits 0101 se quiere encender el segundo bit se hará de la manera siguiente: 0101 OR 0010

(máscara)

= 0111

Copiando bits[editar · editar código] El OR, y el desplazamiento lógico (explicado más adelante), puede ser usado para copiar un grupo de bits a una posición determinada. Supongamos que tenemos el signo, el exponente, y la parte significativa de un número, en diferentes registros de 32 bits, y queremos empaquetarlos para formar un número en representación depunto flotante de simple precisión de 32 bits: Signo: 00000000000000000000000000000001 Exponente: 00000000000000000000000010000011 Parte significativa: 00000000011100000111000000001110 Todos ellos tienen los valores correctos y tenemos que mover cada uno de ellos a su posición para poder armar el punto flotante. Se debe mover el signo 31 posiciones hacia la izquierda, el exponente 23 posiciones hacia la izquierda, y la parte significativa no es necesaria moverla porque ya está en la posición correcta. Estos desplazamientos se hacen con la operación de desplazamiento hacia la izquierda descrito más adelante:

Signo: 10000000000000000000000000000000

<-- Se

desplaza el signo 31 posiciones hacia la izquierda Exponente: 01000001100000000000000000000000

<-- Se

desplaza el exponente 23 posiciones hacia la izquierda Parte significativa: 00000000011100000111000000001110

<-- La parte

significativa no se mueve, ya está en su lugar Ahora que tenemos cada parte del número en su lugar, las combinamos para empaquetarlas y formar el número en su representación de punto flotante de 32 bits. Para ello usamos el OR: (Resultado final) = (Signo) OR (Exponente) OR (Parte significativa): Signo: 10000000000000000000000000000000 Exponente: 01000001100000000000000000000000 Parte significativa: 00000000011100000111000000001110 Resultado final: 11000001111100000111000000001110 Ya tenemos el número en su representación de punto flotante definitiva.

Procedimiento genérico para copiar un grupo de bits[editar · editar código] Para copiar una serie de bits en un lugar determinado usando OR, se necesita que ese lugar donde se van a copiar tenga sus bits en cero (para hacer un espacio libre para poder copiar los bits). También se necesita que el registro donde se encuentran los bits que se quieren copiar tenga los demás bits (los que no se quieren copiar) apagados. Ambas operaciones, aclarar los bits en el el lugar del destino, y aclarar los bits que no se quieren copiar se hacen con AND: Tenemos dos registros de 16 bits: Registro A: 1011 1100 0110 1100 Registro B: 1001 0001 1111 1010 Queremos copiar los cuatro bits menos significativos del registro A en el registro B. Para ello, primero aclaramos los 4 bits menos significativos de B con una operación AND, y así tener un espacio libre: 1001 0001 1111 1010 AND 1111 1111 1111 0000

<-- Valor original del registro B <-- Máscara para aclarar los bits de

B donde se van a copiar los que vienen de A = 1001 0001 1111 0000

<-- Registro B preparado para

recibir los 4 bits menos significativos de A Luego, aclaramos los bits de A que no queremos copiar, dejando solo los bits que queremos copiar: 1011 1100 0110 1100

<-- Valor original del registro A

AND 0000 0000 0000 1111

<-- Máscara para dejar solo los bits

de A que se quieren copiar = 0000 0000 0000 1100

<-- Registro A con solo los bits que

se desean copiar Ahora estamos listos para hacer el OR de A sobre B y combinar los 4 bits menos significativos de A sobre B: 0000 0000 0000 1100

<-- Registro A con los 4 bits que se

desean copiar OR 1001 0001 1111 0000

<-- Registro B con un espacio para

los 4 bits que desean copiar = 1001 0001 1111 1100

<-- Registro B con los 4 bits menos

significativos de A copiados sobre él Ahora, el registro B tiene copiado los 4 bits menos significativos de A. El resto de los bits de B quedaron intactos.

XOR[editar · editar código] El XOR bit a bit, o bitwise, toma dos números enteros y realiza la operación OR exclusivo en cada par correspondiente de bits. El resultado en cada posición es 1 si el par de bits son diferentes y cero si el par de bits son iguales. Por ejemplo: 0101 XOR 0011 = 0110

A B A XOR B 0 0

0

0 1

1

1 0

1

1 1

0

Invirtiendo bits selectivamente[editar · editar código] A diferencia del NOT, que invierte todos los bits de un operando, el XOR bit a bit, o bitwise, puede ser usado para invertir selectivamente uno o más bits en un registro. Dado el patrón de bits 0011, el segundo y el cuarto bit pueden ser invertidos por XOR con una máscara con un patrón de bits conteniendo 1 en las posiciones que se quieren invertir, la segunda y cuarta, y 0 en las demás. Los bits de las posiciones con cero de la máscara resultarán inalterados: 0011 XOR 1010

(máscara)

= 1001

Igualdad y desigualdad de bits[editar · editar código] XOR es equivalente y tiene la misma tabla de verdad que la desigualdad, XOR y desigualdad son sinónimos:

A B A XOR B A <> B 0 0

0

0

0 1

1

1

1 0

1

1

1 1

0

0

El XOR puede usarse para saber si los bits correspondientes de dos operandos son iguales o diferentes. Por ejemplo, si tenemos dos operandos, 1000 y 0010 y queremos saber si los bits más significativos de ambos son iguales procedemos como sigue: 1000 XOR 0010 = 1010 Ahora, cada bit del resultado estará en 0 si el bit correspondiente de los dos operandos son iguales, y en 1 si son diferentes. El bit más significativo del resultado está en 1 indicando que son diferentes, pero tenemos que aislarlo de los demás con un AND para poder usarlo o tomar una decisión: 1010 AND 1000

(resultado anterior) (máscara para aislar el bit más significativo)

= 1000 Ahora lo tenemos aislado en el resultado final, que es diferente de cero indicando que los bits más significativo de los operandos son diferentes.

Asignar cero a un registro[editar · editar código] Los programadores avanzados de lenguaje ensamblador usan XOR como una manera eficiente y rápida de asignar cero a un registro. Realizar XOR de un valor contra sí mismo siempre resulta en cero (A XOR A siempre es cero), y en muchas arquitecturas esta operación requiere menos ciclos de reloj y/o memoria que cargar un valor cero a un registro (A = 0).

En resumen[editar · editar código] Las operaciones bit a bit, o bitwise, pueden encender, apagar, dejar pasar, eliminar, o invertir, bits individualmente o en conjunto, usando la máscara adecuada con un OR, AND, o XOR: 0011 10101 OR 1000 (máscara) 11000 (máscara)

1011

10101

1010 AND 1110 (máscara) XOR 1001 (máscara)

AND 00111 (máscara)

AND

= 1011

= 1010

10000

= 0011

Enciende el

Apaga el

los 3

=

Deja pasar los 3

Elimina

bits inferiores

bits

Invierte los bits

bit superior inferiores

= 00101

bit inferior inferior y superior

NOT invierte los bits y XOR junto con AND permiten determinar si dos operandos tienen los bits de una determinada posición iguales o diferentes: NOT 1011

11010

= 0100

XOR 10100

invierte todos los bits

= 01110 AND 00010

(0 = bit iguales, 1 = bits diferentes) (se filtra el segundo bits, que es el que

interesa) = 00010 Determina si los bits de la segunda posición de los dos operandos son iguales o diferentes 0 = iguales 1 = diferentes

Operaciones de desplazamiento y rotación[editar · editar código] Las operaciones de desplazamiento y rotación son: 

Desplazamiento lógico



Desplazamiento aritmético



Rotación



Rotación a través del bit de acarreo

Desplazamientos de bits[editar · editar código] Los desplazamientos de bit (bit shifts) son a veces considerados operaciones bit a bit, porque operan en la representación binaria de un número entero en vez de sobre su valor numérico; sin embargo, los desplazamientos de bits no operan en pares de bits correspondientes, y por lo tanto no pueden ser llamados propiamente como "bit a bit" (bit-wise). En estas operaciones los dígitos (bits) son movidos, o desplazados, hacia la izquierda o hacia la derecha. Los registros en un procesador de computador tienen un ancho fijo, así que algunos bits “serán desplazados hacia fuera” ("shifted out"), es decir, "salen" del registro por un extremo, mientras que el mismo número de bits son “desplazados hacia adentro” ("shifted in"), es decir, "entran" por el otro extremo; las diferencias entre los operadores de desplazamiento de bits están en cómo éstos determinan los valores de los bits que entran al registro (desplazamiento hacia adentro) (shifted-in).

Desplazamiento lógico[editar · editar código] Artículo principal: Desplazamiento lógico

Desplazamiento lógico hacia la izquierda

Desplazamiento lógico hacia la derecha

Hay dos desplazamientos lógicos (logical shifts). El desplazamiento lógico hacia la izquierda (left shift) y el desplazamiento lógico hacia la derecha (right shift). En el desplazamiento lógico los bits de un registro son desplazados (movidos) una o más posiciones hacia la derecha o hacia la izquierda. Los bit que salen del registro por un extremo se pierden y en el otro extremo del registro se rellena con un bit cero por cada bit desplazado. Por ejemplo. Si se tiene en un registro de 8 bits el valor 10110011, y se hace un desplazamiento hacia la izquierda de un bit, todos los bits se mueven una posición hacia la izquierda, el bit de la izquierda se pierde y entra un bit cero de relleno por el lado derecho. En un desplazamiento de un bit hacia la derecha ocurre algo análogo, el bit de la derecha se pierde y el de la izquierda se rellena con un cero: 10110011

10110011

<-- Bits antes del

desplazamiento 1 <-- 0110011 <-- 0 01100110

0 --> 1011001 --> 1 01011001

<-- Desplazamiento <-- Bits después del

desplazamiento Desplazamiento

Desplazamiento

hacia la izquierda

hacia la derecha

En determinados procesadores, queda almacenado el último bit que salió con el desplazamiento del registro. En la serie de los procesadores x86dicho bit queda almacenado en el flag del acarreo.

Moviendo bits[editar · editar código] El desplazamiento lógico se usa para mover bits hacia la izquierda o hacia la derecha para colocarlos en la posición adecuada. Por ejemplo, supongamos que tenemos, en dos registros del tamaño de un byte, a dos dígitos hexadecimales (en representación binaria de 4 bits cada uno), y se quiere empaquetarlos en un solo byte, donde los 4 bits superiores es el hexadecimal más significativo y los 4 bits inferiores es el hexadecimal menos significativo: 0000 1001

<-- Dígito hexadecimal más significativo

(hexadecimal 9)

0000 1010

<-- Dígito hexadecimal menos significativo (hexadecimal A)

Para empaquetarlos en un solo byte, primero hay que desplazar el hexadecimal más significativo 4 posiciones hacia la izquierda. (Esto se hace con el desplazamiento lógico hacia la izquierda): 1001 0000

<-- hexadecimal 9, desplazado 4 bits hacia la izquierda

para colocarlo en la posición correcta dentro del byte Luego, se hace un OR de los dos valores que contienen los dígitos hexadecimales para que queden combinados en un solo byte: 0000 1010 OR 1001 0000

<-- Hexadecimal menos significativo A <-- OR con el hexadecimal más significativo 9, el cual

ya está en su posición 1001 1010

<-- Byte con los dos hexadecimales empaquetados

(hexadecimal 9A) Ahora tenemos un byte con el valor de 1001 1010, el cual tiene los dos dígitos hexadecimales empaquetados.

Multiplicación y división por 2n, de enteros sin signo[editar · editar código] En números enteros sin signo, el desplazamiento lógico hacia la izquierda equivale a una multiplicación por 2 y el desplazamiento lógico hacia la derecha equivale a una división por 2. En la división (desplazamiento hacia la derecha), se pierde el bit menos significativo, dando como resultado un truncamiento del resultado (redondeo hacia abajo, hacia menos infinito). Así, 6 / 2 es igual a 3, pero 7 / 2 es igual a 3,5, pero el 0,5 se pierde quedando el resultado en 3. Los programadores de lenguaje ensamblador usan esta propiedad para hacer multiplicaciones y divisiones rápidas, de enteros sin signo, por una potencia de 2, en donde n desplazamientos n equivalen a multiplicar o dividir por 2 . También, si el procesador no tiene operaciones de multiplicación y división de enteros, o si éstas son muy lentas, se puede multiplicar o dividir usando desplazamientos y sumas para multiplicar y desplazamientos y restas para dividir. Por ejemplo, para multiplicar un entero por 10, se procede como sigue (en el lenguaje ensamblador del x86):

Se quiere multiplicar el contenido del registro EAX por 10: En las instrucciones de abajo, EAX y EBX son registros del procesador, SHL (shift left), desplaza el registro indicado una posición (un bit) hacia la izquierda (que equivale a multiplicar por 2), MOV copia el registro de la derecha sobre el registro de la izquierda, y ADD suma el registro de la derecha al registro de la izquierda. SHL EAX, 1 ; EAX = EAX * 2 EAX = 2n ; desplaza a la izquierda el contenido del registro EAX una posición, ; (multiplica EAX por 2) MOV EBX, EAX ; EBX = EAX EBX = 2n ; copia el registro EAX en EBX, ahora los dos registros tienen 2n SHL EBX, 1 ; EBX = EBX * 2 EBX = 4n ; multiplica EBX por 2, obteniendo 4n SHL EBX, 1 ; EBX = EBX * 2 EBX = 8n ; vuelve a multiplicar EBX por 2, obteniendo 8n ADD EAX, EBX ; EAX = EAX + EBX EAX = 2n + 8n = 10n ; suma EBX (8n) a EAX (2n), ; (ahora EAX tiene el valor original multiplicado por 10)

Desplazamiento aritmético[editar · editar código] Artículo principal: Desplazamiento aritmético

Desplazamiento aritmético hacia la izquierda

Desplazamiento aritmético hacia la derecha

Los desplazamientos aritméticos son similares a los desplazamientos lógicos, solo que los aritméticos están pensados para trabajar sobre números enteros con signo en representación de complemento a dos en lugar de enteros sin signo. Los desplazamientos aritméticos permiten la multiplicación y la división por dos, de números enteros con signo, por una potencia de dos. n Desplazar n bits hacia la izquierda o a la derecha equivale a multiplicar o dividir por 2 , (asumiendo que el valor no hace desbordamiento (overflow o underflow)). El desplazamiento aritmético hacia la izquierda es exactamente igual al desplazamiento lógico hacia la izquierda. De hecho son dos nombres diferentes para exactamente la misma operación. Al desplazar los bits una posición hacia la izquierda es equivalente a una multiplicación por 2 independientemente de si es un número entero con signo o sin signo. En los procesadores x86, el ensamblador tiene dos pnemónicos para el desplazamiento lógico y el aritmético hacia la izquierda, pero cuando el programa es ensamblado, solo hay un opcode para ambos en la instrucción enlenguaje de máquina. El desplazamiento aritmético hacia la derecha es diferente al desplazamiento lógico hacia la derecha. En los enteros sin signo, para dividir por 2, se debe usar el desplazamiento lógico, el cual siempre agrega un 0 en el extremo izquierdo por cada desplazamiento de un bit hacia la derecha. En cambio, en los enteros con signo, se debe usar el desplazamiento aritmético hacia la derecha, el cual copia el bit del signo (el bit más significativo(MSB)) en el espacio vacío que queda en el extremo izquierdo cada vez que se hace un desplazamiento de un bit hacia la derecha. De esta manera, se divide efectivamente por 2 al entero con signo. Si el entero con signo es positivo, (con el bit del signo igual a 0), se insertará el bit 0 del signo en el extremo izquierdo al desplazar un bit hacia la derecha (igual que el desplazamiento lógico hacia la derecha), pero si es un entero negativo, (con el bit del signo igual a 1), se insertará el bit 1 del bit del signo en el extremo izquierdo. De esta manera, el signo del número se preserva con la división por 2 y el número resultante tiene sentido. Si se insertara un 0 a la izquierda a un número negativo (como lo haría el desplazamiento lógico hacia la derecha), en primer lugar, este número negativo cambiaría de signo a positivo, y en segundo lugar, la interpretación de los bits restantes no tendrían sentido. Estos ejemplos utilizan un registro de 8 bits: 00010111 (Decimal 23) (Desplazamiento aritmético hacia la izquierda de un número positivo) = 00101110 (Decimal 46) (El bit de la izquierda se pierde y un bit 0 se añade a la derecha) 11010111 (Decimal -41) (Desplazamiento aritmético hacia la izquierda de un número negativo) = 10101110 (Decimal -82) (El bit de la izquierda se pierde y un bit 0 se añade a la derecha) 00010111 (Decimal 23) (Desplazamiento aritmético hacia la derecha de un número positivo)

= 00001011 (Decimal 11) (El bit de la derecha se pierde y el bit del signo anterior se conserva en el resultado) 11010111 (Decimal -41) (Desplazamiento aritmético hacia la derecha de un número negativo) = 11101011 (Decimal -21) (El bit de la derecha se pierde y el bit del signo anterior se conserva en el resultado) Si el número binario es tratado como complemento a 1, entonces la misma operación de n desplazamiento hacia la derecha resulta en una división por 2 redondeando hacia el cero.

Rotación de bits[editar · editar código] Rotación[editar · editar código] Artícul o princip al: De

splaz amien to circul ar Otra Desplazamiento o rotación circular hacia la izquierda Desplazamiento o rotación circular hacia la derecha forma de desplazamiento es el desplazamiento circular o rotación de bits. En esta operación, los bits de un registro son “rotados” de una manera circular como si los extremos izquierdo y derecho del registro estuvieran conectados. En la rotación hacia la izquierda, el bit que sale por el extremo izquierdo entrará por el extremo derecho, y viceversa con la rotación hacia la derecha. Esta operación es útil si es necesario conservar todos los bits existentes, y es frecuentemente usada en criptografía digital.

Rotación hacia la izquierda a través del bit del acarreo Rotación hacia la derecha a través del bit del acarreo

Rotación a través del bit del acarreo[editar · editar código]

Rotar a través del bit del acarreo es similar a la operación de rotar anterior (rotación sin acarreo). La diferencia está en que los dos extremos del registro están unidos entre sí a través del flag del acarreo, el cual queda en medio de ellos. El bit que sale por un extremo va al flag del acarreo, y el bit original que estaba en el flag del acarreo entra al registro por el extremo opuesto. Si se fija el flag del acarreo de antemano, una rotación simple a través del acarreo puede simular un desplazamiento lógico o aritmético de una posición. Por ejemplo, si el flag del acarreo contiene 0, después de una rotación hacia la derecha a través del flag del acarreo, equivale a un desplazamiento lógico hacia la derecha, y si el flag del acarreo contiene una copia del bit del signo, equivale a un desplazamiento aritmético hacia la derecha. Por esta razón, algunos microcontroladores tales como los PIC solo tienen las funciones de rotar y rotar a través del acarreo, y no se preocupan de tener instrucciones de desplazamiento aritmético o lógico. Rotar a través del acarreo es especialmente útil cuando se hacen desplazamientos en números más grandes que el tamaño nativo de la palabra del procesador, porque si, por por ejemplo, un número grande es almacenado en dos registros y se quiere desplazar hacia la derecha un bit, el bit que sale del extremo derecho del registro de la izquierda debe entrar por el extremo izquierdo del registro de la derecha. Con rotación a través del acarreo, ese bit es “almacenado” en el flag del acarreo durante el primer desplazamiento hacia la derecha sobre el registro de la izquierda, listo para ser desplazado al registro de la derecha usando una simple rotación con acarreo hacia la derecha y sin usar ninguna preparación extra.