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CPU:
- Es la principal responsable de interpretar y ejecutar las instrucciones en binario.
- Todo programa, al final, termina siendo transformado en instrucciones binarias que la CPU puede entender.
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Periféricos y Hardware Específico:
- Otros dispositivos, como GPUs (unidades de procesamiento gráfico) o controladores específicos (como los de discos duros), también procesan su propio conjunto de instrucciones binarias.
- En estos casos, el binario está diseñado para su hardware específico y no puede ser entendido directamente por una CPU.
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Máquinas Virtuales o Emuladores:
- Programas como las máquinas virtuales toman código binario, lo interpretan y lo ejecutan, simulando un entorno de hardware.
- Esto permite ejecutar binarios diseñados para una arquitectura diferente en un sistema incompatible.
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Microcontroladores y Sistemas Embebidos:
- En dispositivos pequeños como microcontroladores (Arduino, por ejemplo), el código binario se ejecuta directamente en el hardware sin necesidad de una CPU compleja.
En resumen, aunque la CPU es el principal ejecutor del código binario en sistemas tradicionales, otros componentes de hardware o software también pueden trabajar con instrucciones binarias diseñadas específicamente para ellos.
La Unidad Central de Procesamiento (CPU)
El Código máquina opera en un nivel extremadamente
bajo, directamente con instrucciones binarias que son ejecutadas por la CPU.
No existen tipos de datos, condicionales ni iteraciones en el sentido que
encontramos en lenguajes de alto nivel,
El Código máquina funcional no tiene estructuras de alto nivel como los lenguajes ensamblador o modernos; depende exclusivamente de instrucciones básicas para gestionar flujo, condiciones y memoria.
El comportamiento y el significado de cada registro binario lo define el conjunto de instrucciones de la arquitectura específica del procesador. Estas instrucciones están determinadas por el fabricante del hardware, quien diseña la Unidad Central de Procesamiento (CPU) y establece cómo se interpretan los datos en los registros binarios. En otras palabras:
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Arquitectura del procesador: Define el conjunto de instrucciones (ISA, Instruction Set Architecture), que incluye cómo se estructuran los datos, qué operaciones están permitidas y cómo se gestionan las operaciones básicas.
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Registros binarios: Almacenan datos temporales y específicos, como valores intermedios, direcciones de memoria o señales de control. Cada registro tiene un propósito específico asignado por el diseño de la CPU (por ejemplo, registros de propósito general, acumuladores, registros de direcciones, etc.).
¿Quién define el significado de los registros binarios?
El significado de cada registro binario está definido por el conjunto de instrucciones (Instruction Set Architecture, ISA) de la arquitectura del procesador. Este conjunto de instrucciones es diseñado por el fabricante del hardware (como Intel, AMD o ARM), quien establece cómo se interpretan y utilizan los datos almacenados en los registros.
Los registros binarios son áreas específicas de almacenamiento dentro del procesador que se utilizan para realizar operaciones aritméticas, lógicas, de control y de transferencia.
Los registros binarios tienen roles específicos, como:
- Registros de propósito general: Almacenan datos temporales para cálculos.
- Acumuladores: Almacenan resultados de operaciones aritméticas y lógicas.
- Registros de dirección: Contienen direcciones de memoria para operaciones de acceso.
Instrucciones para gestionar flujo, condiciones y memoria
1. Gestionar flujo
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NOP: No realiza ninguna operación. Se utiliza para sincronización. -
JMP etiqueta: Salta a una dirección de memoria o etiqueta específica. -
CALL etiqueta: Llama a una subrutina almacenando la dirección de retorno. -
RET: Regresa de una subrutina al punto de llamada.
2. Condiciones
CMP registro1, registro2: Compara dos registros para evaluar una condición.-
JE etiqueta: Salta a una etiqueta si los valores comparados son iguales. -
JNE etiqueta: Salta a una etiqueta si los valores comparados son diferentes. -
JG etiqueta: Salta si el primer valor es mayor que el segundo. -
JL etiqueta: Salta si el primer valor es menor que el segundo.
3. Gestión de memoria
- MOV destino, origen: Copia datos de un registro o memoria a otro registro o memoria.
- PUSH registro: Coloca el contenido de un registro en la pila.
- POP registro: Extrae un valor de la pila hacia un registro.
- LEA registro, dirección: Carga la dirección efectiva en un registro.
- STOS: Almacena datos del acumulador en la memoria.
- LODS: Carga datos desde la memoria al acumulador.