El ISA (Instruction Set Architecture) es el conjunto de instrucciones que un microprocesador entiende y puede ejecutar. Es como el idioma nativo del procesador: todos los programas, sin importar en qué lenguaje de alto nivel se escriban (C, Java, Python…), terminan convirtiéndose en estas instrucciones básicas.

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6.1 ¿Qué es una instrucción?

Una instrucción es una orden muy simple que el procesador ejecuta en pocos ciclos de reloj. Ejemplos:

• Sumar dos números.
• Mover un dato de la memoria a un registro.
• Saltar a otra parte del programa.

Una instrucción se compone de:

• Opcode (Operation Code): qué operación hacer (ej. ADD, MOV).
• Operandos: sobre qué datos hacer la operación (ej. registros, memoria, constantes).

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6.2 Modos de direccionamiento

Los modos de direccionamiento indican cómo se localizan los datos que usa una instrucción.

Algunos ejemplos:

1. Inmediato: el dato está dentro de la propia instrucción.

   MOV A, 5   ; Mueve el valor 5 al registro A

2. Directo: la instrucción indica la dirección de memoria.

   MOV A, [1000h]   ; Copia el contenido de la dirección 1000h al registro A

3. Indirecto: el dato está en la dirección que contiene un registro.

   MOV A, [BX]   ; Copia el contenido de la dirección apuntada por BX

4. Indexado: se usa un registro base + un desplazamiento.

   MOV A, [BX+4]   ; Copia el contenido de la dirección BX+4

5. Relativo: se usa para saltos condicionales, sumando un desplazamiento a la dirección actual del programa.

👉 Gracias a estos modos, el procesador puede trabajar con datos inmediatos, posiciones fijas o direcciones dinámicas.

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6.3 Tipos de instrucciones

En cualquier ISA se pueden agrupar en varias categorías:

1. De transferencia de datos

   • Mover datos entre registros o entre memoria y registros.
   • Ejemplo: MOV A, B

2. Aritméticas y lógicas

   • Operaciones matemáticas o de lógica booleana.

   • Ejemplos:

     • ADD A, B → A = A + B
     • SUB A, B → A = A - B
     • AND A, B → A = A AND B

3. De control de flujo

   • Permiten alterar el orden secuencial del programa.

   • Ejemplos:

     • JMP etiqueta → salto incondicional.
     • JZ etiqueta → salto si el resultado fue cero.

4. De entrada/salida

   • Interactúan con dispositivos externos.
   • Ejemplo en x86: IN AL, 60h (lee del puerto 60h).

5. Especiales / de sistema

   • Manejo de interrupciones, configuración, gestión de memoria.

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6.4 Ejemplos de ISAs modernas

• x86 / x64 (Intel, AMD): Muy completo y complejo (CISC). Compatible con décadas de software.
• ARM (RISC): Instrucciones simples, optimizadas para bajo consumo y móviles.
• RISC-V: ISA abierta y modular, cualquiera puede extenderla o adaptarla.
• MIPS, SPARC, PowerPC: Ejemplos históricos de arquitecturas RISC que influyeron en el diseño moderno.

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6.5 Ejemplo práctico

Código en ensamblador x86 para sumar dos números:

1MOV AX, 5      ; Carga el valor 5 en el registro AX
2MOV BX, 3      ; Carga el valor 3 en el registro BX
3ADD AX, BX     ; Suma AX + BX y guarda el resultado en AX
4; Resultado: AX = 8

En C, esto sería simplemente:

1int ax = 5;
2int bx = 3;
3ax = ax + bx;   // ax = 8

👉 El compilador traduce el C a instrucciones ISA.

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✅ Resumen clave del punto 6:

• El ISA define el conjunto de instrucciones que entiende un procesador.
• Las instrucciones se dividen en transferencia, aritméticas/lógicas, control, E/S y especiales.
• Los modos de direccionamiento permiten flexibilidad en el manejo de datos.
• Cada arquitectura (x86, ARM, RISC-V) tiene su propio ISA.