Ya vimos para que se usa el Assembler y lo que podemos hacer con el, y ahora vamos a continuar el aprendizaje profundizando un poco más en la materia y aclarando algunos conceptos básicos para su entendimiento. Para comenzar aprender Assembler solo necesitamos un PC con MS dos instalado y una copia de un programa ensamblador.Partes y funciones del PC
La computadora esta dividida en 3 partes fundamentales: Unidad de entradas y salidas, Memoria principal y Unidad de proceso que se divide en dos (unidad aritmético lógica y unidad de control) Cada una se encarga de una función específica:
* Unidad Central de proceso. La CPU constituye el cerebro de una computadora digital, pues realiza todas las operaciones aritméticas y lógicas sobre los datos y además controla todos los procesos que se desarrollan en la computadora. Hemos dicho que se divide en dos, veamos sus funciones:
Unidad de Control. Para realizar su tarea la UC necesita conocer, por un lado, la instrucción y, por otro, una serie de informaciones adicionales que deberá tener en cuenta para coordinar, de forma correcta, la ejecución de la instrucción.
La UC no emite todas las órdenes a la vez, sino siguiendo una determinada secuencia. Para ello utiliza un elemento que le va indicando el instante en que debe ejecutar una determinada fase de la instrucción. A este elemento se le denomina Reloj. La unidad de control esta formada, básicamente por un elemento que interpreta las instrucciones y varios elementos de memoria denominados registros. Uno de estos registros almacena la instrucción mientras el intérprete está traduciendo su significado, por lo que se denomina Registro de Instrucción (RI). El resto de las instrucciones permanecen en la memoria, esperando que les toque su turno de ejecución.
La UC por otra parte deberá conocer cuál es la dirección de la próxima instrucción, para poder ir a buscarla una vez que finaliza la ejecución de la instrucción en curso; dirección que guarda el registro llamado Contador de Programa (CP).
Unidad Aritmético - Lógica. Es la encargada de realizar los cálculos. Los datos sobre los que se realizan la operaciones se denominan operandos. Al elemento encargado de ejecutar las operaciones se le denomina operador, y esta formado por una serie de circuitos electrónicos que son capaces de sumar dos números binarios o hacer las operaciones lógicas elementales: disyunción, conjunción y negación; incluso algunos operadores son también capaces de multiplicar, dividir y realizar otras operaciones mas complejas.
* Unidad de memoria principal La memoria principal esta formada por un conjunto de unidades llamadas palabras. Dentro de cada una de estas palabras se guarda la información que constituye una instrucción o parte de ella (puede darse el caso de que una sola instrucción necesite varia palabras), o un dato o parte de un dato (también un dato puede ocupar varias palabras).
A la cantidad de palabras que forman la MP se le denomina capacidad de memoria. De este modo, cuanto mayor sea el numero de palabras mayor será el numero de instrucciones y datos que podrá almacenar la computadora.
Una palabra esta formada a su vez de unidades mas elementales llamadas bits, del mismo modo que en el lenguaje natural una palabra esta formada por letras. Cada bit solo puede guardar dos valores, el valor 0 o el valor 1; por eso se dice que son elementos binarios.
El numero de bits que forman una palabra se llama longitud de palabra. Por regla general, las computadoras potentes tienen memorias con longitud de palabra grande, mientras que las computadoras pequeñas tienen memorias con longitud de palabra menor.
* Unidad de entradas y salidas La coordinación de la comunicación entre los periféricos y la CPU la realiza la Unidad de E/S. Obsérvese que esta no es un periférico sino un dispositivo que gestiona a los periféricos siguiendo las ordenes de la CPU; es decir, la Unidad de E/S recibe de la Unidad de Control información sobre el tipo de transferencia de datos que debe realizar (si es de entrada o de salida) y periférico que debe de utilizar; si es de salida recibirá también el dato que debe enviar y el momento de la operación.
Entonces, la Unidad de E/S seleccionara el periférico y ejecutara la operación teniendo en cuanta las características propias de cada periférico. Una vez ejecutada la orden avisara a la UC de la terminación de la transferencia.
Cada periférico o parte de un periférico tendrá asignado un numero o dirección que servirá para identificarlo. Cuando la UC quiera seleccionarlo enviara dicho numero a la Unidad de E/S.
Para solucionar el problema de la imposibilidad de saber cuanto tiempo durara una transferencia de información con un periférico se han desarrollado diversas técnicas de comunicación entre la CPU y los periféricos.
Existen varias formas de interconectar las unidades funcionales de la computadora entre si. Una de ellas emplea un único conjunto de buses, como puede apreciarse en la figura 2.8 (a), al que se conectan todas las unidades. Esto obliga a que, en un determinado instante, solo dos unidades puedan estar haciendo uso del mismo; si hay que enviar algo a la tercera unidad, se deberá esperar a que quede libre.
La principal ventaja de este sistema de interconexión es su bajo costo, y la principal desventaja, su mayor lentitud. Además, si se emplea el mismo bus de direcciones para indicar la de un periférico y la de una posición de memoria, no podrá coincidir el numero de ningún periférico con ninguna dirección de memoria; si así lo hicieran, se producirán errores al seleccionarse a la vez el periférico y la posición de memoria. Por lo tanto, se tendrá cuidado en asignar a los periféricos direcciones que no coincidan con las de la MP. En estos casos se dice que los periféricos están mapeados en memoria, ya que la CPU no distingue entre las transferencias a periféricos y a MP.
Otra forma de interconectar las unidades de la computadora consiste en emplear conjuntos de buses diferentes para la Unidad de E/S y la MP. De esta forma, aunque se encarece el sistema, se gana en velocidad y se pueden emplear direcciones iguales para nombrar periféricos y a posiciones de memoria. La CPU, si quiere seleccionar un periférico, utiliza el bus de la Unidad de E/S, y si quiere seleccionar una posición de memoria, utiliza el bus de memoria. En este caso se dice que los periféricos no están mapeados en memoria. En la figura 2.8 (b) se muestra una posible conexión con el bus múltiple
Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son direccionables por medio de un nombre. Los bits por convención, se numeran de derecha a izquierda, como en:
... 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Registros de segmento
Un registro de segmento tiene 16 bits de longitud y facilita un área de memoria para direccionamiento conocida como el segmento actual.
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 apuntador de instrucción (IP), indica la dirección de una instrucción que es buscada para su ejecución.
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 byte 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 le registro SS. Esta dirección de segmento, mas un valor de desplazamiento en el registro del apuntador de pila (SP), indica la palabra actual en la pila que esta siendo direccionada.
Registros ES. Alguna operaciones con cadenas de caracteres (datos de caracteres) utilizan el registro extra 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 de segmento apropiada.
Registros FS y GS. Son registros extra de segmento en los procesadores 80386 y posteriores.
Registros de propósito general.
Los registros de propósito general AX, BX, CX y DX son los caballos de batalla del sistema. Son 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 su nombre.
Registro 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 mas eficiente si se refieren al AX en lugar de a los otros registros.
Registro BX. El BX es conocido como el registro base ya que es el único registro de propósito general que puede ser índice para direccionamiento indexado. También es común emplear el BX para cálculos.
Registro DX. El DX es conocido como l registro de datos. Alguna operaciones de entrada/salida requieren uso, y las operaciones de multiplicación y división con cifras grandes suponen al DX y al AX trabajando juntos.
Registro de Apuntador de Instrucciones.
El registro apuntador de instrucciones (IP) de 16 bits contiene el desplazamiento de dirección de la siguiente instrucción que se ejecuta. El 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. Los procesadores 80386 y posteriores tienen un IP ampliado de 32 bits, llamado EIP.
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 procesador combina las direcciones en el CS y el IP:
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 SP (apuntador de la pila) Y BP (apuntador de base) están asociados con el registro SS y permiten al sistema accesar datos en el segmento de la pila.
Registro SP. El apuntador de la pila 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. Los procesadores 80386 y posteriores tienen un apuntador de pila de 32 bits, el registro ESP. El sistema maneja de forma automática estos registros.
En 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, la computadora combina las direcciones en el SS y el SP:
Registro BP. El BP de 16 bits facilita la referencia de parámetros, los cuales son datos y direcciones transmitidos vía pila. Los procesadores 80386 y posteriores tienen un BP ampliado de 32 bits llamado el registro EBP.
Registros Indice.
Los registros SI y DI están disponibles para direccionamiento indexado y para sumas y restas.
Registro SI. El registro índice fuente de 16 bits es requerido por algunas operaciones con cadenas (de caracteres). En este contexto, el SI esta asociado con el registro DS. Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de un registro ampliado de 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 esta asociado con el registro ES. Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de un registro ampliado de 32 bits, el EDI.
Registro de Banderas.
De los 16 bits del registro de banderas, nueve son comunes a toda la familia de procesadores 8086, y sirven para indicar el estado actual de la maquina y el resultado del procesamiento. Muchas instrucciones que piden comparaciones y aritmética cambian el estado de las banderas, algunas cuyas instrucciones pueden realizar pruebas para determinar la acción subsecuente. En resumen, los bits de las banderas comunes son como sigue:
OF (Overflow, desbordamiento). Indica desbordamiento de un bit de orden alto (mas a la izquierda) después de una operación aritmética.
DF (dirección). Designa la dirección hacia la izquierda o hacia la derecha para mover o comparar cadenas de caracteres.
IF (interrupción). Indica que una interrupción externa, como la entrada desde el teclado, sea procesada o ignorada.
TF (trampa). Permite la operación del procesador en modo de un paso. Los programas depuradores, como el DEBUG, activan esta bandera de manera que usted pueda avanzar en la ejecución de una sola instrucción a un tiempo, para examinar el efecto de esa instrucción sobre los registros de memoria.
SF (signo). Contiene el signo resultante de una operación aritmética (0 = positivo y 1 = negativo).
ZF (cero). Indica el resultado de una operación aritmética o de comparación (0 = resultado diferente de cero y 1 = resultado igual a cero).
AF (acarreo auxiliar). Contiene un acarreo externo del bit 3 en un dato de 8 bits para aritmética especializada.
PF (paridad). Indica paridad par o impar de una operación en datos de 8 bits de bajo orden (mas a la derecha).
CF (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 de rotación.
Las banderas mas importantes para la programación en ensamblador son O, S, Z y C, para operaciones de comparación y aritméticas, y D para operaciones de cadenas de caracteres. Los procesadores 80286 y posteriores tienen algunas banderas usadas para propósitos internos, en especial las que afectan al modo protegido. Los procesadores 80286 y posteriores tienen un registro extendido de banderas conocido como Eflags.
Fuente de consulta
No hay comentarios :